JP7198398B1 - Surface-treated inorganic particles, inorganic particle-containing composition, thermally conductive cured product, structure and laminate - Google Patents

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Abstract

【課題】ハンドリング性および貯蔵安定性が良好な硬化性組成物を形成でき、さらに熱伝導性良好な硬化物を形成できる表面処理無機粒子を提供する。【解決手段】表面処理無機粒子(D)は、平均一次粒子径0.05~100μmの熱伝導性無機粒子(A)と、被覆層とを有する。熱伝導性無機粒子(A)は、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、ベーマイト、および窒化アルミニウムからなる群より選択される少なくとも1種であり、被覆層は特定のシラン化合物に由来する成分を50質量%以上有し、表面処理無機粒子(D)は、含水量が0.2質量%以下、疎水化度が35%以上である。粒子(D)に対して前記シラン化合物を0.05~3質量%とする。【選択図】なしThe present invention provides surface-treated inorganic particles capable of forming a curable composition having good handling properties and storage stability, and capable of forming a cured product having good thermal conductivity. A surface-treated inorganic particle (D) comprises thermally conductive inorganic particles (A) having an average primary particle diameter of 0.05 to 100 μm and a coating layer. The thermally conductive inorganic particles (A) are at least one selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum hydroxide, boehmite, and aluminum nitride, and the coating layer contains 50% by mass of a component derived from a specific silane compound. In addition, the surface-treated inorganic particles (D) have a water content of 0.2% by mass or less and a hydrophobicity of 35% or more. The amount of the silane compound is 0.05 to 3% by mass with respect to the particles (D). [Selection figure] None

Description

本開示は、熱伝導性硬化物、構造体および積層体、並びにこれらの製造に使用する表面処理無機粒子およびこれを含む組成物に関する。 The present disclosure relates to thermally conductive cured products, structures and laminates, as well as surface-treated inorganic particles used in their production and compositions containing the same.

電子機器、並びにこれに搭載するバッテリーの小型化、高機能化および多機能化が進むにつれ、ますます効率的な放熱技術の開発が求められている。放熱が不充分であると電子機器等の正常な作動が妨げられ、劣化、故障、破損の原因となる恐れがある。 As electronic devices and batteries installed therein become smaller, more sophisticated, and more multi-functional, the development of more and more efficient heat dissipation technology is required. Insufficient heat radiation hinders the normal operation of electronic devices, and may cause deterioration, failure, or damage.

放熱技術として、金属板、ヒートシンク、熱伝導性シート、或いは熱伝導性硬化物層等を発熱体と接触させる方法がある。 As a heat dissipation technique, there is a method of bringing a metal plate, a heat sink, a thermally conductive sheet, or a thermally conductive cured material layer into contact with a heating element.

熱伝導性硬化物層は、例えば、熱伝導性無機粒子を含む硬化性組成物をペースト状にして塗布するか、または接着対象物間に硬化性組成物を注入した後、硬化させて得られる。熱伝導性無機粒子としては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム等の無機粒子が知られている。これらの無機粒子は、主として材料の熱伝導性および入手性の観点から選定されることが多い。 The thermally conductive cured material layer is obtained, for example, by applying a paste of a curable composition containing thermally conductive inorganic particles, or by injecting the curable composition between objects to be bonded and then curing the composition. . Inorganic particles such as aluminum oxide, aluminum nitride, and aluminum hydroxide are known as thermally conductive inorganic particles. These inorganic particles are often selected mainly from the viewpoint of thermal conductivity and availability of the material.

熱伝導性硬化物層は、熱伝導性無機粒子が占める体積濃度が高く、高密度に充填されているほど、良好な熱伝導性を発現する。しかし、熱伝導性無機粒子をペースト中に高濃度に配合すると、粘度およびチキソ性が増大して、塗工あるいは注入が困難となる問題がある。また、このようなペーストから硬化物を得ることができたとしても、熱伝導性無機粒子のパッキング性および気泡の抜けが悪く、良好な熱伝導性が得られなくなる問題がある。 The thermally conductive cured material layer has a higher volume concentration of the thermally conductive inorganic particles, and the higher the density of the particles, the better the thermal conductivity. However, when the thermally conductive inorganic particles are blended into the paste at a high concentration, the viscosity and thixotropic properties increase, making coating or injection difficult. Moreover, even if a cured product can be obtained from such a paste, there is a problem that good thermal conductivity cannot be obtained due to poor packing properties of the thermally conductive inorganic particles and poor evacuation of air bubbles.

特許文献1には、酸化アルミニウムの表面をシランカップリング剤で表面処理することで、エポキシ樹脂媒体中への濡れ性を改善することが記載されている。また、特許文献2では、酸化アルミニウムの表面をシランカップリング剤で表面処理して、疎水性表面処理することが記載されている。また、特許文献3には、ポリオール化合物およびポリイソシアネート化合物を媒体として、アルミナを分散する分散剤として、リン酸エステル系陰イオン性分散剤を使用することが開示されており、粘度が改善されたことが記載されている。 Patent Document 1 describes that wettability in an epoxy resin medium is improved by treating the surface of aluminum oxide with a silane coupling agent. Patent Document 2 describes that the surface of aluminum oxide is treated with a silane coupling agent to make the surface hydrophobic. Further, Patent Document 3 discloses the use of a phosphate ester-based anionic dispersant as a dispersant for dispersing alumina using a polyol compound and a polyisocyanate compound as media, and the viscosity is improved. is stated.

特許文献4には、熱伝導性無機粒子である窒化ホウ素とアルミナのそれぞれにシランカップリング剤を作用させ、重合性化合物(重合性オキシラニル化合物、重合性アミン化合物)を用いることで粒子間の結合を実現し、金属/金属間、金属/半導体間、金属/樹脂間などの接着性に優れることが記載されている。さらに、特許文献5には、ポリオールを含む主剤組成物とポリイソシアネートを含む硬化性組成物とに、粒径の異なる3種類のアルミナ粒子を混錬することで、熱伝導度、絶縁性、粘度やチキソトロピー性に優れた2液型ウレタン系接着剤組成物が得られることが記載されている。 In Patent Document 4, a silane coupling agent is applied to each of boron nitride and alumina, which are thermally conductive inorganic particles, and a polymerizable compound (polymerizable oxiranyl compound, polymerizable amine compound) is used to bond between particles. and has excellent adhesion between metal/metal, metal/semiconductor, and metal/resin. Furthermore, in Patent Document 5, by kneading three types of alumina particles with different particle sizes into a main composition containing a polyol and a curable composition containing a polyisocyanate, thermal conductivity, insulation, viscosity It is described that a two-liquid type urethane adhesive composition having excellent thixotropic properties can be obtained.

特許文献6には、無機物と、ポリイソシアネートと、数平均分子量および量の範囲が異なる2種類のポリオール混合物とを含有するポリウレタン樹脂組成物が開示されている。また、特許文献7には、水酸基含有化合物と、イソシアネート基含有化合物と、アルミナ、水酸化アルミニウム等から選択される無機充填材とを含有するポリウレタン樹脂組成物が開示されている。さらに、特許文献8には、難燃剤として被覆された金属水酸化物とリン含有難燃剤とを含み、ハイドロタルサイト及び/又はフィロシリケートを必須成分とするポリウレタン樹脂組成物が開示されている。 Patent Document 6 discloses a polyurethane resin composition containing an inorganic substance, a polyisocyanate, and a mixture of two polyols having different ranges of number average molecular weight and amount. Further, Patent Document 7 discloses a polyurethane resin composition containing a hydroxyl group-containing compound, an isocyanate group-containing compound, and an inorganic filler selected from alumina, aluminum hydroxide, and the like. Furthermore, Patent Document 8 discloses a polyurethane resin composition containing a coated metal hydroxide as a flame retardant and a phosphorus-containing flame retardant, and having hydrotalcite and/or phyllosilicate as essential components.

特開2016-104832号公報JP 2016-104832 A 特開2005-306718号公報JP-A-2005-306718 国際公開第2019/190107号WO2019/190107 国際公開第2019/139057号WO2019/139057 国際公開第2018/212553号WO2018/212553 特開2010-248350号公報JP 2010-248350 A 国際公開第2015/068418号WO2015/068418 国際公開第2013/135680号WO2013/135680

表面処理無機粒子は、核となる無機粒子の周囲に被覆層(表面処理層)が形成された構造を持つ粒子であり、被覆層の形成に用いた材料の化学構造によって、粒子表面の極性および反応性が大きく変わる。形成された表面処理層の性状によって、粒子の吸湿性および媒体への濡れ性、さらに得られるスラリーの粘性、分散安定性および反応性にも大きな影響があるため、その化学構造の選定が重要となる。 Surface-treated inorganic particles are particles having a structure in which a coating layer (surface treatment layer) is formed around an inorganic core particle. Depending on the chemical structure of the material used to form the coating layer, the polarity and reactivity varies greatly. The properties of the formed surface treatment layer have a large effect on the hygroscopicity of the particles and wettability to the medium, as well as the viscosity, dispersion stability and reactivity of the resulting slurry, so the selection of its chemical structure is important. Become.

熱伝導性無機粒子は、様々な組成、形状、表面処理状態および一次粒子径を有するものが既に上市されている。これらの無機粒子は、粒子の表面組成によって表面処理層の形成性、好適な分散剤の化学構造、媒体への濡れ性等が大きく異なる。 Thermally conductive inorganic particles having various compositions, shapes, surface treatment conditions and primary particle sizes are already on the market. These inorganic particles greatly differ in formability of a surface treatment layer, chemical structure of a suitable dispersant, wettability to a medium, etc., depending on the surface composition of the particles.

ポリイソシアネート化合物を用いた硬化性組成物において、表面処理層の親水性、疎水性のバランス、および官能基の反応性の制御が充分ではなく、特に高濃度に粒子を配合したときの組成物のハンドリング性および貯蔵安定性に課題があった。その結果、得られる硬化物の硬化性および熱伝導性も充分ではなかった。 In a curable composition using a polyisocyanate compound, the hydrophilicity of the surface treatment layer, the hydrophobicity balance, and the control of the reactivity of the functional groups are not sufficient. There were problems with handling and storage stability. As a result, the curability and thermal conductivity of the resulting cured product were also insufficient.

本開示は上記背景に鑑みてなされたものであり、ハンドリング性良好で、かつ貯蔵安定性が良好な無機粒子含有組成物を得ることができるポリイソシアネート系組成物用の表面処理無機粒子、これを含む無機粒子含有組成物、並びに、前記組成物を硬化させてなる熱伝導性硬化物、構造体および積層体を提供することを課題とする。 The present disclosure has been made in view of the above background, and includes surface-treated inorganic particles for a polyisocyanate-based composition that can provide an inorganic particle-containing composition that has good handling properties and good storage stability. An object of the present invention is to provide an inorganic particle-containing composition containing the above inorganic particles, and a thermally conductive cured product, a structure and a laminate obtained by curing the composition.

本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、以下の態様において、上記課題を解決し得ることを見出し、本開示を完成するに至った。
[1]: 平均一次粒子径0.05~100μmの熱伝導性無機粒子(A)と、熱伝導性無機粒子(A)の表面に形成された被覆層と、を有する表面処理無機粒子(D)であって、
熱伝導性無機粒子(A)が酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、ベーマイト、および窒化アルミニウムからなる群より選択される少なくともいずれかであり、
前記被覆層は、
一般式(1 ): Si(R)(R)(R)(R
で表されるシラン化合物に由来する成分を50質量%以上有し、
但し、一般式(1)中のR~Rのうち2つは互いに独立して、アルコキシ基またはアリールオキシ基を表し、他の2つは互いに独立して、無置換のアルキル基、置換基を有するアルキル基、およびフェニル基からなる群より選択される少なくとも1種を表す、若しくは、R~Rのうち3つは互いに独立して、アルコキシ基またはアリールオキシ基を表し、他の1つは無置換のアルキル基、置換基を有するアルキル基、およびフェニル基からなる群より選択される少なくとも1種を表し、前記置換基が(メタ)アクリル基またはイソシアネート基であり、
表面処理無機粒子(D)100質量%に対して前記シラン化合物が0.05~3質量%であり、
含水量が0.2質量%以下であり、かつ疎水化度が35%以上である、ポリイソシアネート系組成物用の表面処理無機粒子(D)。
[2]: 一般式(1)において、前記置換基は(メタ)アクリル基、前記アルコキシ基の炭素数は1~10、前記アリールオキシ基の炭素数は6~10、前記無置換のアルキル基の炭素数は1~10、から選択され、疎水化度が40~95%である、[1]記載の表面処理無機粒子(D)。
[3]: 熱伝導性無機粒子(A)が非球状粒子である、[1]または[2]に記載の表面処理無機粒子(D)。
[4]: 熱伝導性無機粒子(A)の比表面積をAx,表面処理無機粒子(D)の比表面積をDxとしたとき、Dx/Ax=0.3~0.8である、[1]~[3]いずれかに記載の表面処理無機粒子(D)。
[5]: 熱伝導性無機粒子(A)の含水量をAy、表面処理無機粒子(D)の含水量をDyとしたとき、Dy/Ay=0.05~1である、[1]~[4]いずれかに記載の表面処理無機粒子(D)。
[6]: 粉体粒度D50が1~100μm、嵩密度が0.3~2g/cmである、[1]~[5]いずれかに記載の表面処理無機粒子(D)。
[7]: 無機粒子(E)と、反応性有機溶媒(C)とを含有し、
無機粒子(E)は、
[1]~[6]いずれか記載の表面処理無機粒子(D)、
表面処理無機粒子(D)に該当しない、表面処理されていてもよい熱伝導性無機粒子(A)、および
表面処理無機粒子(D)および熱伝導性無機粒子(A)に該当しない、表面処理されていてもよい熱伝導性フィラー(F)のいずれか一種以上であり、
無機粒子(E)として表面処理無機粒子(D)を少なくとも含み、
熱伝導性フィラー(F)は、熱伝導率が5W/(m・K)以上の無機フィラーであり、
反応性有機溶媒(C)は、ポリイソシアネート化合物(C1)を含む無機粒子含有組成物。
[8]: 更に、分散剤(B)を含む、[7]記載の無機粒子含有組成物。
[9]: 反応性有機溶媒(C)は、さらにポリオール化合物(C2)を含有する、[7]または[8]記載の無機粒子含有組成物。
[10]: 無機粒子(E)100質量部あたり、反応性有機溶媒(C)を5~40質量部、分散剤(B)を0.01~4質量部含み、
分散剤(B)の含水量が1質量%以下である、[7]~[9]のいずれか記載の無機粒子含有組成物。
[11]: 無機粒子(E)が70~95質量%含まれる、[7]~[10]のいずれか記載の無機粒子含有組成物。
[12]: 無機粒子(E)100質量%中に、表面処理無機粒子(D)を10~100質量%含む、[7]~[11]記載の無機粒子含有組成物。
[13]: 無機粒子(E)100質量%中に含まれる表面処理無機粒子(D)の量が10~100質量%であり、
無機粒子(E)を100質量%としたとき、平均一次粒子径0.05μm以上10μm以下の無機粒子(a1)を10~30質量%、平均一次粒子径10μm超過30μm以下の無機粒子(a2)を30~70質量%、平均一次粒子径30μm超過100μm以下の無機粒子(a3)を15~40質量%含有し、(a1)、(a2)および(a3)の合計で80~100質量%含み、
反応性有機溶媒(C)が、ポリイソシアネート化合物(C1)およびポリオール化合物(C2)を主成分として含み、
無機粒子(E)100質量部に対する反応性有機溶媒(C)の量が5~40質量部であり、分散剤(B)の量が0.01~4質量部である[7]~[12]のいずれか記載の無機粒子含有組成物。
[14]: ポリイソシアネート化合物(C1)の25℃における粘度が10~10,000mPa・sである、[7]~[13]のいずれか記載の無機粒子含有組成物。
[15]: 無機粒子(E)100gあたり、無機粒子(a1)~(a3)の表面積の合計値をXm、表面処理無機粒子(D)の前記被覆層を構成する前記一般式(1)で表されるシラン化合物の合計量をYgとしたとき、(Y/X)×1000が1.0~5.0である、[13]記載の無機粒子含有組成物。
[16]: 分散剤(B)を含み、当該分散剤(B)が、
カルボキシル基を有する陰イオン性界面活性剤、または、
酸価5~200mgKOH/g、かつ重量平均分子量500~100,000の高分子型分散剤を含む、[7]~[15]のいずれか記載の無機粒子含有組成物。
[17]: 分散剤(B)を含み、当該分散剤(B)が、
酸価5~200mgKOH/g、かつ重量平均分子量1,000~50,000の、ポリエーテル構造またはポリエステル構造を有する高分子型分散剤を含む、[7]~[16]のいずれか記載の無機粒子含有組成物。
[18]: 分散剤(B)を含み、当該分散剤(B)が、
カルボキシル基を有し、酸価5~150mgKOH/g、アミン価0~30mgKOH/g、かつ重量平均分子量1,000~50,000の高分子型分散剤を含み、
無機粒子(E)100質量部に対して、反応性有機溶媒(C)が5~40質量部、分散剤(B)が0.01~4質量部である、[7]~[17]のいずれか記載の無機粒子含有組成物。
[19]: 分散剤(B)を含み、当該分散剤(B)が、ポリエーテル構造またはポリエステル構造を有する高分子型分散剤であり、主鎖にポリエーテル構造またはポリエステル構造を有する高分子、および側鎖にポリエーテル構造を有するビニル系高分子からなる群より選択される少なくとも1種である、[7]~[18]のいずれか記載の無機粒子含有組成物。
[20]: 35℃における3時間後の粘度変化率が0.8~3.0である、[7]~[19]のいずれか記載の無機粒子含有組成物。
[21]: [7]~[20]のいずれか記載の無機粒子含有組成物を硬化させてなる、熱伝導率が1~8W/(m・K)である、熱伝導性硬化物。
[22]: 膜厚が0.01~10mmである、[21]記載の熱伝導性硬化物。
[23]: 部材(M1)と、部材(M2)と、部材(M1)および部材(M2)の間に形成された、[21]または[22]記載の熱伝導性硬化物とを備えた構造体。
[24]: シート状基材(S1)と、[21]~[23]のいずれか記載の熱伝導性硬化物と、シート状基材(S2)とをこの順に備えた積層体。
As a result of extensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved in the following aspects, and have completed the present disclosure.
[1]: Surface-treated inorganic particles (D ) and
The thermally conductive inorganic particles (A) are at least one selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum hydroxide, boehmite, and aluminum nitride,
The coating layer is
General formula (1): Si(R 1 )(R 2 )(R 3 )(R 4 )
Having 50% by mass or more of a component derived from a silane compound represented by
However, two of R 1 to R 4 in general formula (1) independently represent an alkoxy group or an aryloxy group, and the other two independently represent an unsubstituted alkyl group or a substituted and at least one selected from the group consisting of a phenyl group, or three of R 1 to R 4 independently represent an alkoxy group or an aryloxy group, and one represents at least one selected from the group consisting of an unsubstituted alkyl group, an alkyl group having a substituent, and a phenyl group, the substituent being a (meth)acrylic group or an isocyanate group;
The silane compound is 0.05 to 3% by mass with respect to 100% by mass of the surface-treated inorganic particles (D),
Surface-treated inorganic particles (D) for polyisocyanate-based compositions, having a water content of 0.2% by mass or less and a degree of hydrophobicity of 35% or more.
[2]: In the general formula (1), the substituent is a (meth)acryl group, the alkoxy group has 1 to 10 carbon atoms, the aryloxy group has 6 to 10 carbon atoms, and the unsubstituted alkyl group The surface-treated inorganic particles (D) according to [1], wherein the number of carbon atoms is selected from 1 to 10, and the degree of hydrophobicity is 40 to 95%.
[3]: The surface-treated inorganic particles (D) according to [1] or [2], wherein the thermally conductive inorganic particles (A) are non-spherical particles.
[4]: Dx/Ax = 0.3 to 0.8, where Ax is the specific surface area of the thermally conductive inorganic particles (A) and Dx is the specific surface area of the surface-treated inorganic particles (D). ] to [3] The surface-treated inorganic particles (D) according to any one of the above.
[5]: Dy/Ay=0.05 to 1, where Ay is the water content of the thermally conductive inorganic particles (A) and Dy is the water content of the surface-treated inorganic particles (D). [4] The surface-treated inorganic particles (D) according to any one of them.
[6]: The surface-treated inorganic particles (D) according to any one of [1] to [5], having a powder particle size D50 of 1 to 100 μm and a bulk density of 0.3 to 2 g/cm 3 .
[7]: containing inorganic particles (E) and a reactive organic solvent (C),
The inorganic particles (E) are
The surface-treated inorganic particles (D) according to any one of [1] to [6],
Optionally surface-treated thermally conductive inorganic particles (A) that do not correspond to surface-treated inorganic particles (D), and surface-treated inorganic particles (D) and thermally conductive inorganic particles that do not correspond to (A) Any one or more of the thermally conductive fillers (F) that may be
At least including surface-treated inorganic particles (D) as inorganic particles (E),
The thermally conductive filler (F) is an inorganic filler with a thermal conductivity of 5 W/(m K) or more,
The reactive organic solvent (C) is an inorganic particle-containing composition containing a polyisocyanate compound (C1).
[8]: The inorganic particle-containing composition according to [7], further comprising a dispersant (B).
[9]: The inorganic particle-containing composition according to [7] or [8], wherein the reactive organic solvent (C) further contains a polyol compound (C2).
[10]: Contains 5 to 40 parts by mass of a reactive organic solvent (C) and 0.01 to 4 parts by mass of a dispersant (B) per 100 parts by mass of the inorganic particles (E),
The inorganic particle-containing composition according to any one of [7] to [9], wherein the dispersant (B) has a water content of 1% by mass or less.
[11]: The inorganic particle-containing composition according to any one of [7] to [10], containing 70 to 95% by mass of the inorganic particles (E).
[12]: The inorganic particle-containing composition according to [7] to [11], which contains 10 to 100% by mass of the surface-treated inorganic particles (D) in 100% by mass of the inorganic particles (E).
[13]: the amount of the surface-treated inorganic particles (D) contained in 100% by mass of the inorganic particles (E) is 10 to 100% by mass;
When the inorganic particles (E) are 100% by mass, the inorganic particles (a1) having an average primary particle diameter of 0.05 μm or more and 10 μm or less are 10 to 30% by mass, and the inorganic particles (a2) having an average primary particle diameter of more than 10 μm and 30 μm or less. 30 to 70% by mass, 15 to 40% by mass of inorganic particles (a3) having an average primary particle diameter of more than 30 μm and 100 μm or less, and the total of (a1), (a2) and (a3) is 80 to 100% by mass. ,
The reactive organic solvent (C) contains a polyisocyanate compound (C1) and a polyol compound (C2) as main components,
[7] to [12] wherein the amount of the reactive organic solvent (C) is 5 to 40 parts by mass and the amount of the dispersant (B) is 0.01 to 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the inorganic particles (E) ] The inorganic particle-containing composition according to any one of above.
[14]: The inorganic particle-containing composition according to any one of [7] to [13], wherein the polyisocyanate compound (C1) has a viscosity of 10 to 10,000 mPa·s at 25°C.
[15]: The total surface area of the inorganic particles (a1) to (a3) is Xm 2 per 100 g of the inorganic particles (E), and the general formula (1) constituting the coating layer of the surface-treated inorganic particles (D) The inorganic particle-containing composition according to [13], wherein (Y/X)×1000 is from 1.0 to 5.0, where Yg is the total amount of the silane compounds represented by.
[16]: containing a dispersant (B), wherein the dispersant (B) is
an anionic surfactant having a carboxyl group, or
The inorganic particle-containing composition according to any one of [7] to [15], comprising a polymeric dispersant having an acid value of 5 to 200 mgKOH/g and a weight average molecular weight of 500 to 100,000.
[17]: containing a dispersant (B), wherein the dispersant (B) is
The inorganic material according to any one of [7] to [16], comprising a polymeric dispersant having a polyether structure or a polyester structure, having an acid value of 5 to 200 mgKOH/g and a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000. Particle-containing composition.
[18]: containing a dispersant (B), wherein the dispersant (B) is
A polymeric dispersant having a carboxyl group, an acid value of 5 to 150 mgKOH/g, an amine value of 0 to 30 mgKOH/g, and a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000,
[7] to [17], wherein the reactive organic solvent (C) is 5 to 40 parts by mass and the dispersant (B) is 0.01 to 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the inorganic particles (E). Any inorganic particle-containing composition.
[19]: a polymer containing a dispersant (B), wherein the dispersant (B) is a polymeric dispersant having a polyether structure or a polyester structure, and a polymer having a polyether structure or a polyester structure in its main chain; and the inorganic particle-containing composition according to any one of [7] to [18], which is at least one selected from the group consisting of a vinyl polymer having a polyether structure in a side chain.
[20]: The inorganic particle-containing composition according to any one of [7] to [19], wherein the viscosity change rate after 3 hours at 35°C is 0.8 to 3.0.
[21]: A thermally conductive cured product having a thermal conductivity of 1 to 8 W/(m·K), obtained by curing the inorganic particle-containing composition according to any one of [7] to [20].
[22]: The thermally conductive cured product according to [21], which has a film thickness of 0.01 to 10 mm.
[23]: A member (M1), a member (M2), and the thermally conductive cured product according to [21] or [22] formed between the member (M1) and the member (M2) Structure.
[24]: A laminate comprising a sheet-like substrate (S1), the thermally conductive cured product according to any one of [21] to [23], and a sheet-like substrate (S2) in this order.

本開示によれば、ハンドリング性良好で、かつ貯蔵安定性が良好な無機粒子含有組成物を得ることができるポリイソシアネート系組成物用の表面処理無機粒子、これを含む無機粒子含有組成物、並びに、前記組成物を硬化させてなる熱伝導性硬化物、構造体および積層体を提供できるという優れた効果を奏する。 According to the present disclosure, a surface-treated inorganic particle for a polyisocyanate-based composition that can obtain an inorganic particle-containing composition having good handling properties and good storage stability, an inorganic particle-containing composition containing the same, and , the excellent effect of being able to provide a thermally conductive cured product, a structure and a laminate obtained by curing the composition.

以下、本開示について詳細に説明する。なお、本開示の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本開示の範疇に含まれることは言うまでもない。また、本明細書において「~」を用いて特定される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値の範囲として含むものとする。また、本明細書において「フィルム」や「シート」は同義であり、厚みによって区別されないものとする。また、本明細書中に出てくる各種成分は特に注釈しない限り、それぞれ独立に一種単独でも二種以上を併用してもよい。本明細書に記載する数値は、後述する[実施例]に記載の方法にて得られる値をいう。 The present disclosure will be described in detail below. It goes without saying that other embodiments are also included in the scope of the present disclosure as long as they match the gist of the present disclosure. In addition, in this specification, the numerical range specified using "-" shall include the numerical values described before and after "-" as the range of lower and upper values. Moreover, in this specification, the terms "film" and "sheet" have the same meaning and are not distinguished by thickness. In addition, unless otherwise noted, the various components appearing in the present specification may be used singly or in combination of two or more. Numerical values described in this specification refer to values obtained by methods described in [Examples] below.

1.表面処理無機粒子(D)
本開示に係る表面処理無機粒子(D)は、ポリイソシアネート系組成物用の表面処理無機粒子(D)であって、平均一次粒子径0.05~100μmの熱伝導性無機粒子(A)と、熱伝導性無機粒子(A)の表面に形成された被覆層と、を有する。熱伝導性無機粒子(A)は、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、ベーマイトおよび窒化アルミニウムからなる群より選択される少なくともいずれかである。
前記被覆層は、下記一般式(1)で表されるシラン化合物に由来する成分を50質量%以上有する。
一般式(1): Si(R)(R)(R)(R
但し、一般式(1)中のR~Rのうち2つは互いに独立して、アルコキシ基またはアリールオキシ基を表し、他の2つは互いに独立して、無置換のアルキル基、置換基を有するアルキル基、およびフェニル基からなる群より選択される少なくとも1種を表す、又は、
~Rのうち3つは互いに独立して、アルコキシ基またはアリールオキシ基を表し、他の1つは無置換のアルキル基、置換基を有するアルキル基、およびフェニル基からなる群より選択される少なくとも1種を表し、前記置換基が(メタ)アクリル基またはイソシアネート基である。
1. Surface-treated inorganic particles (D)
The surface-treated inorganic particles (D) according to the present disclosure are surface-treated inorganic particles (D) for polyisocyanate-based compositions, and are thermally conductive inorganic particles (A) having an average primary particle diameter of 0.05 to 100 μm. and a coating layer formed on the surface of the thermally conductive inorganic particles (A). The thermally conductive inorganic particles (A) are at least one selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum hydroxide, boehmite and aluminum nitride.
The coating layer contains 50% by mass or more of a component derived from a silane compound represented by the following general formula (1).
General formula (1): Si(R 1 )(R 2 )(R 3 )(R 4 )
However, two of R 1 to R 4 in general formula (1) independently represent an alkoxy group or an aryloxy group, and the other two independently represent an unsubstituted alkyl group or a substituted represents at least one selected from the group consisting of an alkyl group having a group and a phenyl group, or
Three of R 1 to R 4 independently represent an alkoxy group or an aryloxy group, and the other one is selected from the group consisting of an unsubstituted alkyl group, an alkyl group having a substituent, and a phenyl group. and the substituent is a (meth)acrylic group or an isocyanate group.

表面処理無機粒子(D)100質量%に対して、一般式(1)で表される前記シラン化合物が0.05~3質量%である。また、表面処理無機粒子(D)の含水量(含水率)は0.2質量%以下であり、かつ表面処理無機粒子(D)の疎水化度は35%以上である。 The amount of the silane compound represented by general formula (1) is 0.05 to 3% by mass with respect to 100% by mass of the surface-treated inorganic particles (D). Moreover, the water content (water content) of the surface-treated inorganic particles (D) is 0.2% by mass or less, and the hydrophobicity of the surface-treated inorganic particles (D) is 35% or more.

本開示のポリイソシアネート系組成物用の表面処理無機粒子(D)の利用分野は特に制限はないが、ポリイソシアネート化合物を含有する、ポリイソシアネート系組成物用として好適であり、特に熱伝導性硬化性組成物として好適に用いることができる。本表面処理無機粒子(D)は、熱伝導性シート、熱伝導性接着剤、半導体封止パッケージ用途、部品内蔵基板用途等に用いることができ、熱伝導性を付与する用途に特に好適である。表面処理無機粒子(D)は、通常、他の成分を含む組成物で用いられる。本開示の無機粒子含有組成物(以下、「本組成物」ということがある)は、後述する。 The field of application of the surface-treated inorganic particles (D) for the polyisocyanate-based composition of the present disclosure is not particularly limited, but it is suitable for polyisocyanate-based compositions containing a polyisocyanate compound, particularly for thermally conductive curing It can be suitably used as a sexual composition. The surface-treated inorganic particles (D) can be used for thermally conductive sheets, thermally conductive adhesives, semiconductor sealing package applications, component-embedded substrate applications, etc., and are particularly suitable for applications that impart thermal conductivity. . The surface-treated inorganic particles (D) are usually used in compositions containing other ingredients. The inorganic particle-containing composition of the present disclosure (hereinafter sometimes referred to as "the present composition") will be described later.

本開示の表面処理無機粒子(D)によれば、ハンドリング性が良好で、かつ貯蔵安定性が良好な無機粒子含有組成物が得られる表面処理無機粒子(D)を提供できる。その主たる理由は、前記被覆層を有することで、表面処理無機粒子(D)の粒子表面を安定化して易分散性を付与しつつ、さらに効果的に吸湿を抑制することができることによると考えられる。無機粒子を高濃度に配合した組成物は粘度・チキソ性(すなわち、粘性)が増大してしまう問題があるが、前記被覆層を有する表面処理無機粒子(D)を用いることにより粘性(viscosity)の増大を抑制することができる。また、無機粒子を高濃度に配合した組成物は貯蔵安定性が低下しやすいが、前記被覆層を有する表面処理無機粒子(D)を用いることにより貯蔵安定性の低下を抑制することができる。このため、無機粒子含有組成物において良好な硬化性が得られ、熱伝導性良好な硬化物を提供することが可能となる。 According to the surface-treated inorganic particles (D) of the present disclosure, it is possible to provide surface-treated inorganic particles (D) with which an inorganic particle-containing composition having good handling properties and good storage stability can be obtained. The main reason for this is considered to be that the presence of the coating layer stabilizes the particle surfaces of the surface-treated inorganic particles (D) to impart easy dispersibility, and more effectively suppresses moisture absorption. . A composition containing inorganic particles at a high concentration has a problem of increased viscosity and thixotropy (that is, viscosity). can be suppressed. In addition, although a composition containing inorganic particles at a high concentration tends to have poor storage stability, the use of the surface-treated inorganic particles (D) having the coating layer can suppress the degradation of storage stability. Therefore, the inorganic particle-containing composition has good curability and can provide a cured product with good thermal conductivity.

1-1.熱伝導性無機粒子(A)
熱伝導性無機粒子(A)は、前述したように、平均一次粒子径0.05~100μmの粒子であり、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、ベーマイトおよび窒化アルミニウムからなる群より選択される少なくともいずれかである。このような熱伝導性無機粒子(A)を用いることにより熱伝導性、誘電率および比重を最適化できる。前記平均一次粒子径の好適範囲は0.05~50μmであり、0.1~30μmであることがより好ましく、0.5~30μmであることがより好ましく、0.5~10μmであることがさらに好ましく、1~10μmであることが特に好ましい。熱伝導性無機粒子(A)の中でも、酸化アルミニウム、ベーマイト、および水酸化アルミニウムが好ましく、酸化アルミニウムおよび水酸化アルミニウムがさらに好ましい。上記平均一次粒子径の熱伝導性無機粒子(A)であれば、各種の市販品、合成品を単独で、もしくは2種以上を併せて使用することができる。
1-1. Thermally conductive inorganic particles (A)
As described above, the thermally conductive inorganic particles (A) are particles having an average primary particle diameter of 0.05 to 100 μm, and are at least one selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum hydroxide, boehmite and aluminum nitride. is. Thermal conductivity, dielectric constant and specific gravity can be optimized by using such thermally conductive inorganic particles (A). The preferred range of the average primary particle size is 0.05 to 50 μm, more preferably 0.1 to 30 μm, more preferably 0.5 to 30 μm, and 0.5 to 10 μm. More preferably, it is particularly preferably 1 to 10 μm. Among the thermally conductive inorganic particles (A), aluminum oxide, boehmite and aluminum hydroxide are preferred, and aluminum oxide and aluminum hydroxide are more preferred. As for the thermally conductive inorganic particles (A) having the above average primary particle size, various commercial products and synthetic products can be used alone or in combination of two or more.

熱伝導性無機粒子(A)の形状は特に限定されるものではないが、例えば、球状、丸み状の球状粒子、フレーク状、鱗片状、フィラメント状等の非球状粒子が挙げられる。これらのうちでも、非球状粒子が好ましい。製造コストの観点からは、丸み状粒子または破砕粉粒子がより好ましく、破砕粉粒子が特に好ましい。 The shape of the thermally conductive inorganic particles (A) is not particularly limited, but examples thereof include spherical particles, rounded spherical particles, flake-like, scale-like, filament-like and other non-spherical particles. Among these, non-spherical particles are preferred. From the viewpoint of production cost, rounded particles or crushed powder particles are more preferred, and crushed powder particles are particularly preferred.

熱伝導性無機粒子(A)の真球度は、0.5~1.2であることが好ましく、0.5~0.95であることがより好ましく、0.5~0.85であることが特に好ましい。真球度は走査型電子顕微鏡の拡大画像から算出することができる。走査型電子顕微鏡の拡大画像から任意の粒子を選択し、その粒子の投影面積(A)と周囲長(M)を測定し、この周囲長(M)をもつ真球を想定したときの半径(r)=M/2πから真球の面積(B)=π×(M/2π)を算出する。こうして測定・算出した面積A、Bから真球度(A/B)を算出する。20個の粒子について真球度を測定し、その平均値を真球度とする。 The sphericity of the thermally conductive inorganic particles (A) is preferably 0.5 to 1.2, more preferably 0.5 to 0.95, and 0.5 to 0.85. is particularly preferred. The sphericity can be calculated from an enlarged image of a scanning electron microscope. Select an arbitrary particle from the enlarged image of the scanning electron microscope, measure the projected area (A) and perimeter (M) of the particle, and calculate the radius ( r)=M/2π, the area of a true sphere (B)=π×(M/2π) 2 is calculated. The sphericity (A/B) is calculated from the areas A and B thus measured and calculated. The sphericity is measured for 20 particles, and the average value is defined as the sphericity.

熱伝導性無機粒子(A)のアスペクト比は特に限定されるものではないが、アスペクト比は1.05~20であることが好ましく、1.1~10であることがより好ましく、1.1~1.5であることが特に好ましい。アスペクト比が20以下であると、粒子の充填が容易である。また、1.05以上であると工業的に安価に入手することができる。 Although the aspect ratio of the thermally conductive inorganic particles (A) is not particularly limited, the aspect ratio is preferably 1.05 to 20, more preferably 1.1 to 10, more preferably 1.1. ~1.5 is particularly preferred. When the aspect ratio is 20 or less, the particles are easily packed. Moreover, when it is 1.05 or more, it can be obtained industrially at low cost.

熱伝導性無機粒子(A)の破砕粉は、例えば、一軸破砕機、二軸破砕機、ハンマークラッシャー、ボールミル等を用いて、塊状の無機物質を破砕することで得られる。一般に破砕粉は安価であるが、形状や粒度分布のばらつきが大きく、さらに粒子表面が不均質で比表面積が大きい。そのため、スラリーが高粘度化する上、貯蔵安定性も悪くなり、取り扱いが難しい。また、一般に粒子の形状が球状である方が、非球状である場合よりも高密度に充填されて良好な熱伝導性を得ることができる。本開示の表面処理無機粒子(D)においては、熱伝導性無機粒子(A)として破砕粉のような非球状粒子を用いた場合であっても、粘度およびハンドリング性が良好なスラリーを得ることができ、良好な熱伝導性を得ることができる。その理由は推測の域を出ないが、破砕処理により形成された不安定な面(表面自由エネルギーの高い)に一般式(1)で表されるシラン化合物に由来する成分を50%以上有する表面処理剤が吸着することによる安定化効果によると考えられる。さらに、粒子表面に前記被覆層が形成されることにより、粒子内の結晶水の放出が抑制される効果と、粒子表面の荒れを埋める形で処理剤が吸着されるために比表面積が小さくなり、その他成分との相互作用が抑制される効果であると考えられる。 The crushed powder of the thermally conductive inorganic particles (A) can be obtained by crushing a lumpy inorganic substance using, for example, a single-screw crusher, a twin-screw crusher, a hammer crusher, a ball mill, or the like. In general, crushed powder is inexpensive, but has a large variation in shape and particle size distribution, and has a non-uniform particle surface and a large specific surface area. As a result, the slurry becomes highly viscous and has poor storage stability, making it difficult to handle. Also, in general, spherical particles are more densely packed than non-spherical particles, and good thermal conductivity can be obtained. In the surface-treated inorganic particles (D) of the present disclosure, even when non-spherical particles such as crushed powder are used as the thermally conductive inorganic particles (A), it is possible to obtain a slurry with good viscosity and handleability. and good thermal conductivity can be obtained. The reason for this is speculative, but the surface having 50% or more of the component derived from the silane compound represented by the general formula (1) on the unstable surface (high surface free energy) formed by the crushing treatment This is considered to be due to the stabilizing effect of the adsorption of the treatment agent. Further, the formation of the coating layer on the particle surface reduces the release of water of crystallization within the particle, and the treatment agent is adsorbed so as to fill the roughness of the particle surface, thereby reducing the specific surface area. , is considered to be the effect of suppressing interactions with other components.

熱伝導性無機粒子(A)の含水量は、熱伝導性無機粒子(A)100質量%中、0.01~1質量%であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましく、0.3質量%以下であることがさらに好ましく、0.2質量%以下であることがさらに好ましく、0.1質量%以下であることが特に好ましい。含水量をこの範囲内とすることで、表面処理工程における粒子の凝集を抑制することができる。 The water content of the thermally conductive inorganic particles (A) is preferably 0.01 to 1% by mass, more preferably 0.5% by mass or less, based on 100% by mass of the thermally conductive inorganic particles (A). It is preferably 0.3% by mass or less, more preferably 0.2% by mass or less, and particularly preferably 0.1% by mass or less. By setting the water content within this range, aggregation of particles in the surface treatment step can be suppressed.

熱伝導性無機粒子(A)の比表面積は0.1~10m/gであることが好ましく、0.15~8m/gであることがより好ましく、0.3~8m/gであることがさらに好ましく、2~8m/gであることが特に好ましい。 The specific surface area of the thermally conductive inorganic particles (A) is preferably 0.1 to 10 m 2 /g, more preferably 0.15 to 8 m 2 /g, and more preferably 0.3 to 8 m 2 /g. more preferably 2 to 8 m 2 /g.

酸化アルミニウムは、各種市販品を使用できる。例えば、昭和電工社製のASシリーズ(丸み状アルミナ)、住友化学社製のA-21、A-26、A-210、AM-21、AM-210、AM-27、AM-28B、ALM-41-1、ALM-43、AL-M7
3A、AL-S43B、AMS-5020F、AES-23等が挙げられる。
Various commercially available products can be used as aluminum oxide. For example, Showa Denko AS series (rounded alumina), Sumitomo Chemical A-21, A-26, A-210, AM-21, AM-210, AM-27, AM-28B, ALM- 41-1, ALM-43, AL-M7
3A, AL-S43B, AMS-5020F, AES-23 and the like.

水酸化アルミニウムは、各種市販品を使用できる。例えば、住友化学社製のC-12、C-31、C-310、C-305、C-301N、CL-310、CL-303、C-302A、CW-350、CW-325LV、CW-308等が挙げられる。 Various commercially available products can be used as aluminum hydroxide. For example, Sumitomo Chemical Co., Ltd. C-12, C-31, C-310, C-305, C-301N, CL-310, CL-303, C-302A, CW-350, CW-325LV, CW-308 etc.

1-2.被覆層
表面処理無機粒子(D)において、熱伝導性無機粒子(A)の表面に形成された被覆層は、前述したように、一般式(1)で表されるシラン化合物に由来する成分を50質量%以上有する。
1-2. Coating layer In the surface-treated inorganic particles (D), the coating layer formed on the surface of the thermally conductive inorganic particles (A) contains a component derived from the silane compound represented by the general formula (1), as described above. It has 50% by mass or more.

一般式(1)で表されるシラン化合物を選択することで、表面処理無機粒子(D)への疎水性の付与と、本組成物のハンドリング性および貯蔵安定性と、後述する硬化物の熱伝導率とを高度に両立することができる。前記シラン化合物は、単独もしくは2種以上併せて使用することができる。 By selecting the silane compound represented by the general formula (1), it is possible to impart hydrophobicity to the surface-treated inorganic particles (D), improve the handleability and storage stability of the present composition, and heat the cured product described later. It is highly compatible with conductivity. The silane compounds can be used alone or in combination of two or more.

一般式(1)で表されるシラン化合物に由来する成分は、被覆層100質量%を基準として、70質量%以上含有することが好ましく、90質量%以上含有することがより好ましい。前記成分を50質量%以上含有することで、熱伝導性無機粒子(A)に適度な疎水性を付与しつつ、ポリイソシアネート系組成物において、スラリーの粘度と貯蔵安定性とを高度に両立できる。さらに、粉末の生産性を高めることができる。 The component derived from the silane compound represented by the general formula (1) is preferably contained in an amount of 70% by mass or more, more preferably 90% by mass or more based on 100% by mass of the coating layer. By containing 50% by mass or more of the above component, the thermally conductive inorganic particles (A) can be imparted with an appropriate degree of hydrophobicity, and in the polyisocyanate-based composition, both slurry viscosity and storage stability can be highly compatible. . Furthermore, powder productivity can be increased.

一般式(1)で表されるシラン化合物は、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、n-ヘキシルトリメトキシシラン、n-ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、n-デシルトリメトキシシラン、n-デシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシランなどのトリアルコキシシラン化合物;
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメトキシジフェニルシランなどのジアルコキシシラン化合物;
3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリプロポキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリブトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシランなどの(メタ)アクリル基を有するアルコキシシラン化合物;
3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネート基を有するアルコキシシラン化合物;などが挙げられる。
Silane compounds represented by general formula (1) include, for example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltri trialkoxysilane compounds such as ethoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyltriethoxysilane, n-decyltrimethoxysilane, n-decyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane;
Dialkoxysilane compounds such as dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethoxydiphenylsilane;
3-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyltriethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyltripropoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyltributoxysilane, 3- (meth)acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldiethoxysilane and other alkoxysilane compounds having a (meth)acryl group;
alkoxysilane compounds having an isocyanate group such as 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane and 3-isocyanatopropyltriethoxysilane;

一般式(1)は、前記置換基は(メタ)アクリル基、前記アルコキシ基の炭素数は1~10、前記アリールオキシ基の炭素数は6~10、前記無置換のアルキル基の炭素数は1~10、から選択されることがより好ましい。また、アルコキシ基の炭素数は1~5であることがより好ましく、1~3であることが特に好ましい。 In the general formula (1), the substituent is a (meth)acryl group, the alkoxy group has 1 to 10 carbon atoms, the aryloxy group has 6 to 10 carbon atoms, and the unsubstituted alkyl group has It is more preferably selected from 1 to 10. The alkoxy group preferably has 1 to 5 carbon atoms, particularly preferably 1 to 3 carbon atoms.

前記ケイ素原子に直接結合する無置換のアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれかであることが好ましく、直鎖状または分岐状であることがより好ましく、直鎖状であることが特に好ましい。また、前記無置換のアルキル基の炭素数は2~10であることが更に好ましく、4~8であることが特に好ましい。無置換のアルキル基の炭素数を上記範囲内にすることで、粒子に効果的に疎水性を付与しつつ、反応性有機溶媒(C)に対する分散性および貯蔵安定性を向上することができる。 The unsubstituted alkyl group directly bonded to the silicon atom is preferably linear, branched, or cyclic, more preferably linear or branched, and linear. is particularly preferred. Further, the unsubstituted alkyl group preferably has 2 to 10 carbon atoms, particularly preferably 4 to 8 carbon atoms. By setting the number of carbon atoms in the unsubstituted alkyl group within the above range, it is possible to effectively impart hydrophobicity to the particles while improving dispersibility and storage stability in the reactive organic solvent (C).

前記ケイ素原子に直接結合する置換基を有するアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれかであることが好ましく、直鎖状または分岐状であることがより好ましく、直鎖状であることが特に好ましい。前記置換基を有するアルキル基の炭素数は1~10であることが好ましく、1~5であることがより好ましく、2~4であることが特に好ましい。 The alkyl group having a substituent directly bonded to the silicon atom is preferably linear, branched, or cyclic, more preferably linear or branched, and linear. is particularly preferred. The number of carbon atoms in the substituted alkyl group is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5, and particularly preferably 2 to 4.

表面処理無機粒子(D)100質量%に対して一般式(1)で表される前記シラン化合物は0.05~3質量%であり、好ましくは0.05~2質量%であり、より好ましくは0.1~2質量%、さらに好ましくは0.1~1.5質量%であり、特に好ましくは0.5~1.5質量%である。0.05~3質量%含有することで、表面処理無機粒子(D)の疎水性および生産性を高め、スラリーとしたときの分散安定性を図り、また、硬化物としたときの熱伝導性に優れる特性を高度に両立できる。 The silane compound represented by the general formula (1) is 0.05 to 3% by mass, preferably 0.05 to 2% by mass, and more preferably 100% by mass of the surface-treated inorganic particles (D). is 0.1 to 2% by mass, more preferably 0.1 to 1.5% by mass, and particularly preferably 0.5 to 1.5% by mass. By containing 0.05 to 3% by mass, the hydrophobicity and productivity of the surface-treated inorganic particles (D) are improved, the dispersion stability when made into a slurry is achieved, and the thermal conductivity when made into a cured product Excellent characteristics can be highly compatible.

前記被覆層の形成に使用する一般式(1)のシラン化合物としては、アルキル基またはフェニル基を有するアルコキシシラン、シランカップリング剤、分子内にアルコキシシリル基を有するシリコーンオリゴマー等を用いることができる。これらのうちでも、アルキル基またはフェニル基を有するアルコキシシランまたはシランカップリング剤であることが好ましく、アルキル基またはフェニル基を有するアルコキシシランであることがより好ましい。上記シラン化合物は、各種の市販品、合成品を単独で、もしくは2種以上を併せて使用することができる。 As the silane compound of general formula (1) used for forming the coating layer, alkoxysilanes having an alkyl group or a phenyl group, silane coupling agents, silicone oligomers having an alkoxysilyl group in the molecule, and the like can be used. . Among these, alkoxysilanes or silane coupling agents having an alkyl group or a phenyl group are preferred, and alkoxysilanes having an alkyl group or a phenyl group are more preferred. As the silane compound, various commercially available products and synthetic products can be used alone, or two or more of them can be used in combination.

一般式(1)のシラン化合物の一実施形態として、粒子に効果的に疎水性を付与して吸湿性を抑制する観点から、ケイ素原子に結合する無置換のアルキル基を有することが好ましい。また、一般式(1)のシラン化合物の一実施形態として、ケイ素原子に結合するフェニル基を有することが好ましい。このような表面処理無機粒子(D)を含有する無機粒子含有組成物を用いることにより、熱伝導性が良好な硬化物を得ることが可能となる。
また、一般式(1)のシラン化合物の一実施形態として、ケイ素原子に結合する、(メタ)アクリル基を有するアルキル基を有することが好ましい。前記化合物を有する被覆層を用いた表面処理無機粒子(D)を含有するポリイソシアネート系の硬化性の無機粒子含有組成物を用いることにより、ハンドリング性良好かつ貯蔵安定性良好なペーストを得ることが可能となり、また、熱伝導性良好な硬化物を得ることが可能となる。
As one embodiment of the silane compound of general formula (1), it is preferable to have an unsubstituted alkyl group bonded to a silicon atom from the viewpoint of effectively imparting hydrophobicity to particles and suppressing hygroscopicity. Moreover, as one embodiment of the silane compound of general formula (1), it is preferable to have a phenyl group bonded to a silicon atom. By using an inorganic particle-containing composition containing such surface-treated inorganic particles (D), it is possible to obtain a cured product having good thermal conductivity.
Moreover, as one embodiment of the silane compound of general formula (1), it is preferable to have an alkyl group having a (meth)acrylic group bonded to a silicon atom. By using a polyisocyanate-based curable inorganic particle-containing composition containing surface-treated inorganic particles (D) having a coating layer containing the compound, a paste having good handling properties and good storage stability can be obtained. In addition, it becomes possible to obtain a cured product having good thermal conductivity.

一般式(1)のシラン化合物と併用して用いることができる他のシラン化合物としては、例えば、以下のようなシランカップリング剤が挙げられる。すなわち、ケイ素原子に、アルコキシ基、アリールオキシ基のような加水分解性基が少なくとも1つ結合したものであり、これに加えて、置換基を有するアルキル基、アルケニル基、アリール基、スチリル基等が少なくとも1つ結合したものが挙げられる。前記アルキル基の置換基は、アミノ基、アルコキシ基、エポキシ基、メルカプト基、ウレイド基、酸無水物基、イソシアヌレート基等が置換したもの等を用いることができる。 Other silane compounds that can be used in combination with the silane compound of general formula (1) include, for example, the following silane coupling agents. That is, at least one hydrolyzable group such as an alkoxy group or an aryloxy group is bonded to a silicon atom, and in addition, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a styryl group, or the like having a substituent is bound to at least one. As the substituent of the alkyl group, those substituted with an amino group, an alkoxy group, an epoxy group, a mercapto group, a ureido group, an acid anhydride group, an isocyanurate group, or the like can be used.

前記シランカップリング剤は、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシランなどのテトラアルコキシシラン化合物;
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシランなどのビニル基を有するアルコキシシラン化合物;
3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリプロポキシシラン、3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ基を有するアルコキシシラン化合物;3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリプロポキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジエトキシシランなどのメルカプト基を有するアルコキシシラン化合物;
3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランなどのエポキシ基を有するアルコキシシラン化合物;
3-クロロプロピルトリメトキシシラン、スチリルトリメトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチルブチリデン)プロピルアミン、1,3,5-トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物などが挙げられる。
The silane coupling agent is, for example, a tetraalkoxysilane compound such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane;
alkoxysilane compounds having a vinyl group such as vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriisopropoxysilane, vinyltributoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane;
3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltripropoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, N-(2-aminoethyl)- 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-(2-aminoethyl) Alkoxysilane compounds having an amino group such as 3-aminopropylmethyldiethoxysilane and N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane; 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-mercapto Alkoxysilane compounds having a mercapto group such as propyltripropoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldiethoxysilane;
3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltripropoxysilane, 3-glycidoxypropyltributoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, Alkoxysilane compounds having an epoxy group such as 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane and 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane;
3-chloropropyltrimethoxysilane, styryltrimethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethylbutylidene)propylamine, 1,3,5-tris(3-trimethoxysilylpropyl)isocyanurate , 3-trimethoxysilylpropyl succinic anhydride and the like.

一般式(1)のシラン化合物と併用して用いることができる前記シランカップリング剤以外の表面処理剤としては、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤等の各種カップリング剤、およびリン酸塩系の表面処理剤等が挙げられる。これらの表面処理剤は、一般式(1)のシラン化合物と併用して、順次または同時に添加して用いることができる。 Surface treatment agents other than the silane coupling agent that can be used in combination with the silane compound of general formula (1) include various coupling agents such as titanate-based coupling agents, aluminum-based coupling agents, and zirconium-based coupling agents. ring agents, phosphate-based surface treatment agents, and the like. These surface treatment agents can be used in combination with the silane compound of general formula (1) by adding them sequentially or simultaneously.

チタネートカップリング剤としては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ(N-アミノエチル・アミノエチル)チタネート、テトラ(2,2-ジアリルオキシメチル-1-ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート、ジイソプロピルビス(ジオクチルホスフェート)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート等が例示できる。 Titanate coupling agents include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tri(N-aminoethyl/aminoethyl) titanate, tetra(2,2-diallyloxymethyl-1-butyl)bis(ditridecyl)phosphite titanate, bis( dioctylpyrophosphate)oxyacetate titanate, bis(dioctylpyrophosphate)ethylene titanate, diisopropylbis(dioctylphosphate)titanate, tetraisopropylbis(dioctylphosphite)titanate, tetraoctylbis(ditridecylphosphite)titanate and the like.

アルミニウム系カップリング剤としては、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アセトメトキシアルミニウムジイソプロピレート、アセトエトキシアルミニウムジイソプロピレート、アセトエトキシアルミニウムジイソプロピレート、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムジ-n-ブトキシドモノメチルアセテート、アルミニウムジ-n-ブトキシドモノエチルアセテート等を挙げることができる。 Aluminum-based coupling agents include alkylacetoacetate aluminum diisopropylate, acetomethoxyaluminum diisopropylate, acetoethoxyaluminum diisopropylate, acetoethoxyaluminum diisopropylate, acetoalkoxyaluminum diisopropylate, and aluminum di-n-butoxide. monomethyl acetate, aluminum di-n-butoxide monoethyl acetate and the like.

また、ジルコニウム系カップリング剤としては、テトラノルマルプロポキシジルコニウム、テトラノルマルブトキシジルコニウム、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムトリブトキシアセチルアセトネート、ジルコニウムトリブトキシステアレート、ジルコニウムジブトキシビス(アセチルアセトネート)、ジルコニウムジブトキシビス(アセチルアセトネート)、ジルコニウムトリブトキシエチルアセトアセテート、ジルコニ
ウムモノブトキシアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)等を挙げることができる。
Zirconium-based coupling agents include tetra-normal propoxy zirconium, tetra-normal butoxy zirconium, zirconium tetraacetylacetonate, zirconium tributoxy acetylacetonate, zirconium tributoxy stearate, zirconium dibutoxybis(acetylacetonate), and zirconium. Dibutoxybis(acetylacetonate), zirconium tributoxyethylacetoacetate, zirconium monobutoxyacetylacetonatebis(ethylacetoacetate) and the like can be mentioned.

1-3.疎水化度、pH、含水量等
表面処理無機粒子(D)の疎水化度は35%以上であり、40%以上が好ましく、45%以上がより好ましい。また、疎水化度は95%以下であることが好ましく、90%以下であることがより好ましく、85%以下であることがさらに好ましく、60%以下であることが特に好ましい。疎水化度を35%以上とすることで、粒子の吸湿性と、反応性有機溶媒(C)への濡れ性と、ペーストの貯蔵安定性とを高度に両立できる。
1-3. Hydrophobicity, pH, Water Content, etc. The hydrophobicity of the surface-treated inorganic particles (D) is 35% or more, preferably 40% or more, more preferably 45% or more. The degree of hydrophobicity is preferably 95% or less, more preferably 90% or less, still more preferably 85% or less, and particularly preferably 60% or less. By setting the degree of hydrophobicity to 35% or more, it is possible to achieve high compatibility between the hygroscopicity of the particles, the wettability to the reactive organic solvent (C), and the storage stability of the paste.

表面処理無機粒子(D)のpHは8~10であることが好ましく、8~9であることがより好ましく、8.2~8.8であることが特に好ましい。pH8~10となるように被覆層を形成することで、表面処理無機粒子(D)の生産性と、粒子の吸湿性と、ポリイソシアネート化合物(C1)との反応性抑制とを高度に両立することができる。 The pH of the surface-treated inorganic particles (D) is preferably 8-10, more preferably 8-9, and particularly preferably 8.2-8.8. By forming the coating layer so as to have a pH of 8 to 10, the productivity of the surface-treated inorganic particles (D), the hygroscopicity of the particles, and the suppression of reactivity with the polyisocyanate compound (C1) are highly compatible. be able to.

表面処理無機粒子(D)の含水量は、表面処理無機粒子(D)100質量%中、0.2質量%以下であり、0.1質量%以下であることがより好ましく、0.05質量%以下であることがさらに好ましく、0.03質量%以下であることが特に好ましい。含水量を0.2質量%以下にすることで、無機粒子含有組成物中での水によるポリイソシアネート化合物(C1)の劣化を抑制することができる。下限値は0質量%である。 The water content of the surface-treated inorganic particles (D) is 0.2% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less, and 0.05% by mass in 100% by mass of the surface-treated inorganic particles (D). % or less, and particularly preferably 0.03 mass % or less. By setting the water content to 0.2% by mass or less, deterioration of the polyisocyanate compound (C1) due to water in the inorganic particle-containing composition can be suppressed. A lower limit is 0 mass %.

熱伝導性無機粒子(A)の含水量をAy、表面処理無機粒子(D)の含水量をDyとしたとき、Dy/Ay=0.05~1であることが好ましく、0.1~0.8であることがより好ましく、0.2~0.5であることが特に好ましい。含水量の比率を0.05~1の範囲にすることで、被覆層の形成性が向上し、表面処理後の吸湿性を効果的に抑制することができる。 When Ay is the water content of the thermally conductive inorganic particles (A) and Dy is the water content of the surface-treated inorganic particles (D), Dy/Ay is preferably 0.05 to 1, preferably 0.1 to 0. 0.8 is more preferred, and 0.2 to 0.5 is particularly preferred. By setting the water content ratio in the range of 0.05 to 1, the formability of the coating layer is improved, and the hygroscopicity after surface treatment can be effectively suppressed.

表面処理無機粒子(D)の水を除く揮発性成分の含有量は、表面処理無機粒子(D)100質量%中、0.1質量%以下であることが好ましく、0.05質量%以下であることがより好ましく、0.03質量%以下であることが特に好ましい。表面処理無機粒子(D)の水を除く揮発性成分の含有量は、熱重量測定計を用いて計測した重量減少量から、カールフィッシャー型水分計を用いて得た水分量を差し引くことで算出できる。熱重量測定計(示差熱-熱重量同時測定装置(Thermo plus EVO2 TG-DTA8122、リガク社製))の重量減少量は、サンプル5mgを、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分で40℃から140℃まで昇温し、140℃で10分間保持したときの値である。 The content of volatile components excluding water in the surface-treated inorganic particles (D) is preferably 0.1% by mass or less, and 0.05% by mass or less, based on 100% by mass of the surface-treated inorganic particles (D). 0.03% by mass or less is particularly preferable. The content of volatile components excluding water in the surface-treated inorganic particles (D) is calculated by subtracting the water content obtained using a Karl Fischer moisture meter from the amount of weight loss measured using a thermogravimetric meter. can. The weight loss of a thermogravimetric meter (differential thermal-thermogravimetric simultaneous measurement device (Thermo plus EVO2 TG-DTA8122, manufactured by Rigaku)) was measured by heating 5 mg of a sample to 40°C at a heating rate of 10°C/min in a nitrogen atmosphere. to 140° C. and held at 140° C. for 10 minutes.

表面処理無機粒子(D)の比表面積は0.05~5m/gであることが好ましく、0.10~4m/gであることがより好ましく、0.25~4m/gであることがさらに好ましく、1~3m/gであることが特に好ましい。 The specific surface area of the surface-treated inorganic particles (D) is preferably 0.05 to 5 m 2 /g, more preferably 0.10 to 4 m 2 /g, and 0.25 to 4 m 2 /g. is more preferred, and 1 to 3 m 2 /g is particularly preferred.

熱伝導性無機粒子(A)の比表面積をAx、表面処理無機粒子(D)の比表面積をDxとしたとき、Dx/Ax=0.2~0.9であることが好ましく、0.3~0.8であることがより好ましく、0.3~0.5であることが特に好ましい。0.2~0.9の関係となるとき、表面処理無機粒子(D)の吸湿性を抑え、スラリーとしたときの粘度および貯蔵安定性を特に良好にする効果を得ることができる。比表面積が大きい粒子は不均質な形状のために活性の高い粒子表面を持つと考えられるが、被覆層の形成によって、形状の不均質さ、および粒子表面の活性を低減することができると考えられる。 Where Ax is the specific surface area of the thermally conductive inorganic particles (A) and Dx is the specific surface area of the surface-treated inorganic particles (D), Dx/Ax is preferably 0.2 to 0.9, preferably 0.3. 0.8 is more preferable, and 0.3 to 0.5 is particularly preferable. When the relationship is from 0.2 to 0.9, the effect of suppressing the hygroscopicity of the surface-treated inorganic particles (D) and particularly improving the viscosity and storage stability when made into a slurry can be obtained. Particles with a large specific surface area are considered to have a highly active particle surface due to their non-uniform shape, but it is thought that the formation of a coating layer can reduce the non-uniform shape and activity of the particle surface. be done.

表面処理無機粒子(D)の粉体粒度(粉末の平均粒子径)D50は1~100μmであることが好ましく、1~70μmであることがより好ましく、1~30μmであることがさらに好ましく、1~10μmであることが特に好ましい。
また、表面処理無機粒子(D)の嵩密度は0.3~3g/cmであることが好ましく、0.5~2g/cmであることがより好ましい。粉体粒度D50および嵩密度をこの範囲内とすることで、粉末としてのハンドリング性を良好にしつつ、粉末を媒体中で容易に解すことができる。
The powder particle size (powder average particle size) D50 of the surface-treated inorganic particles (D) is preferably 1 to 100 μm, more preferably 1 to 70 μm, even more preferably 1 to 30 μm. ~10 μm is particularly preferred.
The bulk density of the surface-treated inorganic particles (D) is preferably 0.3-3 g/cm 3 , more preferably 0.5-2 g/cm 3 . By setting the powder particle size D50 and the bulk density within these ranges, the powder can be easily disintegrated in the medium while improving the handleability as the powder.

2.表面処理無機粒子(D)の製造
表面処理は、公知の無機粒子の表面改質方法により行うことができる。例えば、流体ノズルを用いた噴霧方式、せん断力のある攪拌機、ミキサー等を用いた乾式法、および水系または有機溶剤を溶媒として用いた湿式法が挙げられる。表面処理工程においてせん断力をかける場合は、無機粒子の変形および破壊が起こらないように調整して処理することが望ましい。
2. Production of Surface-Treated Inorganic Particles (D) The surface treatment can be carried out by a known method for modifying the surface of inorganic particles. Examples thereof include a spray method using a fluid nozzle, a dry method using a stirrer with shearing force, a mixer, etc., and a wet method using an aqueous or organic solvent as a solvent. When shearing force is applied in the surface treatment step, it is desirable to adjust the treatment so as not to cause deformation and destruction of the inorganic particles.

以下、噴霧方式および乾式法について記述する。表面処理無機粒子(D)は、例えば、熱伝導性無機粒子(A)を容器に仕込み、攪拌混合下、表面処理剤をスプレー噴霧または滴下し、均質になるように攪拌を継続した後、乾燥することにより製造できる。乾燥後、凝集物がある場合は、任意にボールミル等で粉砕することができる。 The spray method and the dry method are described below. For the surface-treated inorganic particles (D), for example, the thermally conductive inorganic particles (A) are placed in a container, and the surface-treating agent is sprayed or dropped while stirring and mixing, stirring is continued to homogenize the particles, and then the particles are dried. It can be manufactured by After drying, if there are aggregates, they can optionally be pulverized with a ball mill or the like.

シラン化合物は、予め水および/またはアルコール溶液として調製したものを使用することができる。シラン化合物溶液は、溶媒中の水の質量比率が5~30%であることが好ましく、10~20%であることがより好ましい。また、シラン化合物溶液中のシラン化合物質量比率は10~80%であることが好ましく、20~50%であることがより好ましい。 A silane compound prepared in advance as a water and/or alcohol solution can be used. The weight ratio of water in the solvent of the silane compound solution is preferably 5 to 30%, more preferably 10 to 20%. Also, the mass ratio of the silane compound in the silane compound solution is preferably 10 to 80%, more preferably 20 to 50%.

表面処理無機粒子(D)は、例えば、シラン化合物、水および/またはアルコール等の溶媒成分、および必要に応じて酸性化合物、塩基性化合物、或いは加水分解縮合触媒を配合し、均質な溶液または分散液とする。次いで、これに熱伝導性無機粒子(A)を添加して、充分に撹拌混合および/または分散処理し、続いて乾燥することで製造できる。 The surface-treated inorganic particles (D) are prepared, for example, by blending a solvent component such as a silane compound, water and/or alcohol, and optionally an acidic compound, a basic compound, or a hydrolysis-condensation catalyst to form a homogeneous solution or dispersion. liquid. Then, the thermally conductive inorganic particles (A) are added thereto, sufficiently stirred and mixed and/or dispersed, and then dried.

撹拌混合に使用する装置は、例えば、ディスパー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー、プラネタリーミキサー、トリミックス、ホモジナイザーミキサー、ニーダーの混錬混合装置、タンブラーミキサー、振動式撹拌機、アトライター、ロールミル等が挙げられる。撹拌混合では、混合液が均質で流動性のある状態にすることが好ましい。 Devices used for stirring and mixing include, for example, dispersers, Henschel mixers, Loedige mixers, planetary mixers, trimixes, homogenizer mixers, kneading and mixing devices for kneaders, tumbler mixers, vibratory stirrers, attritors, roll mills, etc. is mentioned. In stirring and mixing, it is preferable to make the mixed liquid homogeneous and fluid.

予備混合に使用する装置は、例えば、ディスパー、プラネタリーミキサー、ホモジナイザーミキサーが挙げられる。予備混合では、混合液が均質で流動性のある状態にすることが好ましい。 Devices used for premixing include, for example, dispersers, planetary mixers, and homogenizer mixers. In premixing, it is preferable that the mixed liquid is in a homogeneous and fluid state.

撹拌混合時の温度は、表面処理層の形成、表面処理剤同士が反応する副反応を抑制する面で30~200℃が好ましく、70~160℃がより好ましく、90~150℃が特に好ましい。 The temperature during stirring and mixing is preferably 30 to 200°C, more preferably 70 to 160°C, and particularly preferably 90 to 150°C, from the viewpoint of forming a surface treatment layer and suppressing side reactions in which surface treatment agents react with each other.

撹拌混合時間は、装置の違いや反応スケールにより適宜調整されるが、1~20時間が好ましく、1~10時間がより好ましく、1~5時間が特に好ましい。 The stirring and mixing time is appropriately adjusted depending on the difference in equipment and reaction scale, but is preferably 1 to 20 hours, more preferably 1 to 10 hours, and particularly preferably 1 to 5 hours.

溶媒成分としては、水または水溶性有機溶媒を用いることが好ましい。水または沸点が40~200℃のアルコール類を用いることがより好ましく、沸点60~150℃のアルコール類を用いることが特に好ましい。 As the solvent component, it is preferable to use water or a water-soluble organic solvent. It is more preferable to use water or alcohols having a boiling point of 40 to 200°C, and particularly preferably to use alcohols having a boiling point of 60 to 150°C.

また、表面処理反応を行う雰囲気のpHを調整する目的で、酸性化合物および/又は塩基性化合物を配合することができる。酸性化合物としては、塩酸、硫酸等の無機酸、或いは各種有機酸を用いることができる。塩基性化合物としては、アンモニア、アミン類、アンモニウム塩化合物、または金属水酸化物等を用いることができる。この中でも、アンモニアまたはアンモニウム塩化合物を用いることがより好ましい。 Moreover, an acidic compound and/or a basic compound can be blended for the purpose of adjusting the pH of the atmosphere in which the surface treatment reaction is carried out. As the acidic compound, inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, or various organic acids can be used. As the basic compound, ammonia, amines, ammonium salt compounds, metal hydroxides, or the like can be used. Among these, it is more preferable to use ammonia or an ammonium salt compound.

また、シラン化合物の加水分解縮合触媒としては、公知の触媒を適宜選択して用いることができる。例えば、有機スズ化合物、有機チタニウム化合物、有機ジルコニウム化合物、有機アルミニウム化合物の有機金属化合物が挙げられる。これらは単独で用いても、複数種を併用してもよい。 As the hydrolytic condensation catalyst for the silane compound, a known catalyst can be appropriately selected and used. Examples thereof include organometallic compounds such as organotin compounds, organotitanium compounds, organozirconium compounds, and organoaluminum compounds. These may be used alone or in combination of multiple types.

前記有機金属化合物としては、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオクテート、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジオクテート、ジオクチル錫ジアセテート、ジブチル錫ビスアセチルアセテート、ジオクチル錫ビスアセチルラウレート、テトラブチルチタネート、テトラノニルチタネート、テトラキスエチレングリコールメチルエーテルチタネート、テトラキスエチレングリコールエチルエーテルチタネート、ビス(アセチルアセトニル)ジプロピルチタネート、アセチルアセトンアルミニウム、アルミニウムビス(エチルアセトアセテート)モノノルマルブチレート、アルミニウムエチルアセトアセテートジノルマルブチレート、およびアルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等が挙げられる。特に、反応性、溶解性の観点から、テトラブチルチタネート、アルミニウムエチルアセトアセテートジノルマルブチレート、アルミニウムビス(エチルアセトアセテート)モノノルマルブチレートおよびこれらの加水分解物が好ましい。 Examples of the organometallic compounds include dibutyltin dilaurate, dibutyltin dioctate, dibutyltin diacetate, dioctyltin dilaurate, dioctyltin dioctate, dioctyltin diacetate, dibutyltin bisacetylacetate, dioctyltin bisacetyllaurate, tetrabutyltitanate, Tetranonyl titanate, tetrakis ethylene glycol methyl ether titanate, tetrakis ethylene glycol ethyl ether titanate, bis(acetylacetonyl) dipropyl titanate, aluminum acetylacetonate, aluminum bis(ethylacetoacetate) mono-n-butyrate, aluminum ethyl acetoacetate di-n-butyrate and aluminum tris(ethylacetoacetate). Tetrabutyl titanate, aluminum ethyl acetoacetate di-normal butyrate, aluminum bis(ethylacetoacetate) mono-normal butyrate, and hydrolysates thereof are particularly preferred from the viewpoint of reactivity and solubility.

乾燥工程に使用する装置は、例えば、箱型乾燥機、真空乾燥機、スプレードライ乾燥機、振動式乾燥機が挙げられる。乾燥工程では、水分や有機溶媒成分等の揮発性成分を充分に除去しつつ、粉末状にすることが好ましい。乾燥物がブロック状になる場合、乾燥機に金属球等を入れて撹拌するか、乾燥後に粉砕機等を用いて粉砕することで、良好な粉末を得ることができる。 Equipment used in the drying process includes, for example, a box dryer, a vacuum dryer, a spray dryer, and a vibrating dryer. In the drying step, it is preferable to powderize the material while sufficiently removing volatile components such as moisture and organic solvent components. When the dried material becomes a block, good powder can be obtained by putting metal balls or the like in a dryer and stirring the material, or pulverizing the material with a pulverizer or the like after drying.

乾燥温度は、揮発性成分を除去しつつ表面処理層の形成状態を制御する面で70~300℃が好ましく、80~200℃がより好ましく、80~150℃が特に好ましい。 The drying temperature is preferably 70 to 300.degree. C., more preferably 80 to 200.degree. C., and particularly preferably 80 to 150.degree.

乾燥時間は、装置の違い、反応スケール、溶媒成分の種類、並びに比率により適宜調整されるが、1~20時間が好ましく、1~10時間がより好ましく、1~5時間が特に好ましい。 The drying time is appropriately adjusted depending on the difference in equipment, reaction scale, type and ratio of solvent components, and is preferably 1 to 20 hours, more preferably 1 to 10 hours, and particularly preferably 1 to 5 hours.

3.無機粒子含有組成物
本開示の無機粒子含有組成物(以下、「本組成物」ともいう)は、無機粒子(E)と、反応性有機溶媒(C)とを含有する。本組成物においては、無機粒子(E)として表面処理無機粒子(D)を少なくとも一種を含む。また、反応性有機溶媒(C)はポリイソシアネート化合物(C1)を含む。なお、「無機粒子および反応性有機溶媒(C)を含有する組成物」を「スラリー」と呼ぶことがある。
3. Inorganic Particle-Containing Composition The inorganic particle-containing composition of the present disclosure (hereinafter also referred to as "the present composition") contains inorganic particles (E) and a reactive organic solvent (C). In the present composition, at least one surface-treated inorganic particle (D) is included as the inorganic particle (E). Moreover, the reactive organic solvent (C) contains a polyisocyanate compound (C1). In addition, the "composition containing inorganic particles and the reactive organic solvent (C)" may be referred to as "slurry".

本組成物は、硬化性組成物として用いることができる。特に熱伝導性硬化性組成物として好適に用いられる。本組成物には、更に分散剤(B)を添加してもよい。分散剤(B)を表面処理無機粒子(D)に併用することで、より効果的にハンドリング性を高め、貯蔵安定性をより優れたものとすることができる。 The composition can be used as a curable composition. It is particularly suitable for use as a thermally conductive curable composition. A dispersant (B) may be further added to the composition. By using the dispersant (B) together with the surface-treated inorganic particles (D), it is possible to more effectively improve the handleability and improve the storage stability.

3-1.無機粒子(E)
本明細書において「無機粒子(E)」とは、(i)表面処理無機粒子(D)、(ii)表面処理無機粒子(D)に該当しない、表面処理されていてもよい熱伝導性無機粒子(A)、および(iii)表面処理無機粒子(D)および熱伝導性無機粒子(A)に該当しない、表面処理されていてもよい熱伝導性フィラー(F)のいずれか一種以上である。すなわち、無機粒子(E)は、前述した(i)~(iii)から選択されるいずれか一種以上である。本組成物は、無機粒子(E)のうち、少なくとも(i)の表面処理無機粒子(D)を一種以上含む。本組成物の無機粒子(E)は、(i)の表面処理無機粒子(D)と併用して、(ii)または/および(iii)の粒子を含むことができる。
ここで熱伝導性フィラー(F)は熱伝導率が5W/(m・K)以上の無機フィラーをいう。(ii)は、「一般式(1)で表されるシラン化合物に由来する成分を50質量%以上有する被覆層」に該当しない「被覆層」を有する熱伝導性無機粒子(A)、および被覆層を有しない熱伝導性無機粒子(A)を包含する。また、「無機フィラー」とは無機材料で構成されたフィラーをいい、「フィラー」とは、室温および大気圧にて固体であって、組成物の各成分に対し、これらの成分が室温よりも高い温度まで、特にそれらの軟化点またはそれらの融点まで高められた場合でも不溶である、任意の物質をいう。熱伝導性フィラー(A)の具体例として、金属系フィラー、炭素系フィラーが例示できる。ここで金属系フィラーとは、金属を含むフィラーであり、炭素系フィラーは、炭素を含むフィラーをいう。
3-1. Inorganic particles (E)
In this specification, the term “inorganic particles (E)” refers to (i) surface-treated inorganic particles (D), (ii) thermally conductive inorganic particles that do not fall under the surface-treated inorganic particles (D) and may be surface-treated Particles (A), and (iii) surface-treated inorganic particles (D) and thermally conductive fillers (F) that are not applicable to thermally conductive inorganic particles (A) and may be surface-treated. . That is, the inorganic particles (E) are at least one selected from (i) to (iii) described above. The composition contains at least one surface-treated inorganic particle (D) of (i) among the inorganic particles (E). The inorganic particles (E) of the present composition can contain the particles of (ii) or/and (iii) in combination with the surface-treated inorganic particles (D) of (i).
Here, the thermally conductive filler (F) refers to an inorganic filler having a thermal conductivity of 5 W/(m·K) or more. (ii) is a thermally conductive inorganic particle (A) having a "coating layer" that does not correspond to "a coating layer having 50% by mass or more of a component derived from a silane compound represented by the general formula (1)", and a coating Thermally conductive inorganic particles (A) having no layer are included. In addition, "inorganic filler" refers to a filler composed of an inorganic material, and "filler" is solid at room temperature and atmospheric pressure. Any substance that is insoluble even when elevated to high temperatures, especially up to their softening point or their melting point. Specific examples of the thermally conductive filler (A) include metal-based fillers and carbon-based fillers. Here, the term "metal-based filler" refers to a filler containing metal, and the term "carbon-based filler" refers to a filler containing carbon.

本組成物100質量%に対する、無機粒子(E)の量は70~95質量%であることが好ましく、80~95質量%であることがより好ましく、85~95質量%であることがさらに好ましく、88~94質量%であることが特に好ましい。無機粒子(E)を高濃度に配合することで、熱伝導性が良好な硬化物を得ることができるようになる。 The amount of the inorganic particles (E) is preferably 70 to 95% by mass, more preferably 80 to 95% by mass, and even more preferably 85 to 95% by mass with respect to 100% by mass of the present composition. , 88 to 94% by weight. By blending the inorganic particles (E) at a high concentration, it becomes possible to obtain a cured product having good thermal conductivity.

本組成物中に含まれる無機粒子(E)を100質量%としたとき、表面処理無機粒子(D)は10~100質量%であることが好ましく、15~100質量%であることがより好ましく、20~80質量%であることがさらに好ましく、20~65質量%であることがさらに好ましく、20~50質量%であることが特に好ましい。表面処理無機粒子(D)を10~100質量%の比率で配合することで、ハンドリング性良好かつ貯蔵安定性良好な組成物を得ることができる。 When the inorganic particles (E) contained in the present composition are 100% by mass, the surface-treated inorganic particles (D) are preferably 10 to 100% by mass, more preferably 15 to 100% by mass. , more preferably 20 to 80% by mass, more preferably 20 to 65% by mass, and particularly preferably 20 to 50% by mass. By blending the surface-treated inorganic particles (D) at a ratio of 10 to 100% by mass, a composition with good handleability and good storage stability can be obtained.

3-2.分散剤(B)
本組成物は、分散剤(B)を含有させてもよい。分散剤(B)を添加することにより、表面処理無機粒子(D)を反応性有機溶媒(C)中に効果的に分散させることができる。
3-2. Dispersant (B)
The composition may contain a dispersant (B). By adding the dispersant (B), the surface-treated inorganic particles (D) can be effectively dispersed in the reactive organic solvent (C).

無機粒子(E)100質量部に対する分散剤(B)の量は、0.01~4質量部が好ましく、0.01~2質量部がより好ましく、0.1~1.5質量部がさらに好ましく、0.25~1.5質量部がさらに好ましく、0.5~1.25質量部が特に好ましい。0.01~4質量部の分散剤(B)を配合することで、本組成物中での粒子の分散性および貯蔵安定性に優れ、さらに、本組成物の硬化性および熱伝導性を効果的に引き出すことができる。 The amount of the dispersant (B) with respect to 100 parts by mass of the inorganic particles (E) is preferably 0.01 to 4 parts by mass, more preferably 0.01 to 2 parts by mass, and further 0.1 to 1.5 parts by mass. Preferably, 0.25 to 1.5 parts by mass is more preferable, and 0.5 to 1.25 parts by mass is particularly preferable. By blending 0.01 to 4 parts by mass of the dispersant (B), the dispersibility and storage stability of the particles in the composition are excellent, and the curability and thermal conductivity of the composition are improved. can be pulled out.

分散剤(B)の含水量は、分散剤(B)100質量%中、1質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましく、0.3質量%以下であることがさらに好ましく、0.1質量%以下であることが特に好ましい。1質量%以下の範囲に制御することで、水分によるポリイソシアネート化合物(C1)の劣化を抑制することができる。 The water content of the dispersant (B) is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, and 0.3% by mass or less in 100% by mass of the dispersant (B). It is more preferable that the amount is 0.1% by mass or less, and it is particularly preferable that the amount is 0.1% by mass or less. By controlling the amount in the range of 1% by mass or less, deterioration of the polyisocyanate compound (C1) due to moisture can be suppressed.

分散剤(B)中に含まれる、水を除く活性水素を有する分子量500以下の揮発性化合物の含有量は、分散剤(B)100質量%中、1質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましく、0.3質量%以下であることがさらに好ましく、0.1質量%以下であることが特に好ましい。分散剤(B)中には、その合成に伴う反応副生物、或いは未反応物が不純物として含まれる場合があるが、水を除く活性水素を有する分子量500以下の揮発性化合物の含有量をこの範囲で制御することで、本組成物中の硬化性成分との反応を抑制し、本組成物の貯蔵安定性および硬化性を良好にすることができる。
水を除く活性水素を有する分子量500以下の揮発性化合物の含有量は、分散剤(B)の分子量分布を測定した時のピーク強度面積比から算出できる。
The content of the volatile compound having a molecular weight of 500 or less having an active hydrogen excluding water contained in the dispersant (B) is preferably 1% by mass or less in 100% by mass of the dispersant (B). It is more preferably 0.5% by mass or less, still more preferably 0.3% by mass or less, and particularly preferably 0.1% by mass or less. The dispersant (B) may contain reaction by-products accompanying its synthesis or unreacted substances as impurities. By controlling within the range, the reaction with the curable component in the present composition can be suppressed, and the storage stability and curability of the present composition can be improved.
The content of volatile compounds having a molecular weight of 500 or less and having active hydrogen excluding water can be calculated from the peak intensity area ratio when the molecular weight distribution of the dispersant (B) is measured.

分散剤(B)の酸価は5~200mgKOH/gが好ましく、5~150mgKOH/gがより好ましく、5~120mgKOH/gがさらに好ましく、20~120mgKOH/gが特に好ましい。5~200mgKOH/gの酸価を有することで、粒子の分散性、経時分散安定性、およびペーストの貯蔵安定性が向上する。 The acid value of the dispersant (B) is preferably 5 to 200 mgKOH/g, more preferably 5 to 150 mgKOH/g, even more preferably 5 to 120 mgKOH/g, particularly preferably 20 to 120 mgKOH/g. Having an acid value of 5 to 200 mgKOH/g improves the dispersibility of particles, the stability of dispersion over time, and the storage stability of pastes.

分散剤(B)が酸性官能基を有する場合、酸性官能基を塩基で中和した中和塩として用いることができる。中和に用いる塩基は、例えば、アンモニア、アミン化合物、または、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の金属水酸化物を用いることができる。 When the dispersant (B) has an acidic functional group, it can be used as a neutralized salt obtained by neutralizing the acidic functional group with a base. Bases used for neutralization include, for example, ammonia, amine compounds, or metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide.

分散剤(B)のアミン価は0~40mgKOH/gが好ましく、0~30mgKOH/gがより好ましく、0~10mgKOH/gがさらに好ましく、実質的に0mgKOH/gであることが特に好ましい。 The amine value of the dispersant (B) is preferably 0 to 40 mgKOH/g, more preferably 0 to 30 mgKOH/g, still more preferably 0 to 10 mgKOH/g, and particularly preferably substantially 0 mgKOH/g.

分散剤(B)の水酸基価は0~30mgKOH/gが好ましく、0~10mgKOH/gがより好ましく、実質的に0mgKOH/gであることが特に好ましい。 The hydroxyl value of the dispersant (B) is preferably 0 to 30 mgKOH/g, more preferably 0 to 10 mgKOH/g, particularly preferably substantially 0 mgKOH/g.

分散剤(B)の種類は特に限定されないが、界面活性剤、高分子型分散剤等が挙げられる。界面活性剤としては、陰イオン性、陽イオン性、両性またはノニオン性の界面活性剤が挙げられる。界面活性剤の好適な例として、カルボキシル基を有する陰イオン性界面活性剤が例示できる。 Although the type of dispersant (B) is not particularly limited, surfactants, polymeric dispersants, and the like can be mentioned. Surfactants include anionic, cationic, amphoteric or nonionic surfactants. Suitable examples of surfactants include anionic surfactants having a carboxyl group.

分散剤(B)の好適な一実施形態として、カルボキシル基を有する陰イオン性界面活性剤が例示できる。また、酸価5~200mgKOH/g、かつ重量平均分子量500~100,000の高分子型分散剤が例示できる。また、酸価5~200mgKOH/g、かつ重量平均分子量1,000~50,000の、ポリエーテル構造またはポリエステル構造を有する高分子型分散剤が例示できる。
また、分散剤(B)の好適な一実施形態として、酸価5~120mgKOH/g、かつ重量平均分子量1,000~10,000の高分子型分散剤が例示できる。また、好適な例として、酸価5~30mgKOH/g、アミン価10~40mgKOH/g、かつ重量平均分子量1,000~10,000の高分子型分散剤が挙げられる。特に好ましい例として、カルボキシル基を有し、酸価5~120mgKOH/g、かつ重量平均分子量1,000~10,000の高分子型分散剤が挙げられる。
分散剤(B)は、各種の市販品、合成品を単独で、もしくは2種以上の分散剤を併せて使用できる。
An anionic surfactant having a carboxyl group can be exemplified as a preferred embodiment of the dispersant (B). Further, a polymeric dispersant having an acid value of 5 to 200 mgKOH/g and a weight average molecular weight of 500 to 100,000 can be exemplified. Polymer type dispersants having an acid value of 5 to 200 mgKOH/g and a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000 and having a polyether structure or a polyester structure can also be exemplified.
A preferred embodiment of the dispersant (B) is a polymeric dispersant having an acid value of 5-120 mgKOH/g and a weight average molecular weight of 1,000-10,000. Preferable examples include polymeric dispersants having an acid value of 5 to 30 mgKOH/g, an amine value of 10 to 40 mgKOH/g, and a weight average molecular weight of 1,000 to 10,000. A particularly preferred example is a polymeric dispersant having a carboxyl group, an acid value of 5 to 120 mgKOH/g, and a weight average molecular weight of 1,000 to 10,000.
As the dispersing agent (B), various commercially available products and synthetic products can be used alone, or two or more dispersing agents can be used in combination.

本組成物の分散剤(B)の好適例として、カルボキシル基を有し、酸価5~150mgKOH/g、アミン価0~30mgKOH/g、かつ重量平均分子量1,000~50,000の高分子型分散剤を含む態様がある。この場合において、無機粒子(E)100質量部に対して、反応性有機溶媒(C)が5~40質量部、分散剤(B)が0.01~4質量部であることが好ましい。 A suitable example of the dispersant (B) of the present composition is a polymer having a carboxyl group, an acid value of 5 to 150 mgKOH/g, an amine value of 0 to 30 mgKOH/g, and a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000. Some embodiments include a mold dispersant. In this case, it is preferable that the reactive organic solvent (C) is 5 to 40 parts by mass and the dispersant (B) is 0.01 to 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the inorganic particles (E).

3-2-1.高分子型分散剤
前記高分子型分散剤は、公知の分散剤を使用できる。(メタ)アクリル系高分子、ポリウレタン系高分子、ウレタンアクリレート系高分子、ポリエーテル系高分子、ポリエステル系高分子、高分子主鎖中にポリエーテル構造またはポリエステル構造を有する高分子等の各種高分子を用いることができる。側鎖にポリエーテル構造を有するビニル系高分子も好適である。分散剤(B)は、各種の市販品、合成品を単独で、もしくは2種以上の分散剤を併せて使用することができる。
3-2-1. Polymer Dispersant A known dispersant can be used as the polymer dispersant. (Meth)acrylic polymers, polyurethane polymers, urethane acrylate polymers, polyether polymers, polyester polymers, and polymers having a polyether structure or polyester structure in the polymer main chain. Molecules can be used. A vinyl polymer having a polyether structure in the side chain is also suitable. As the dispersing agent (B), various commercially available products and synthetic products can be used alone, or two or more dispersing agents can be used in combination.

高分子型分散剤は、ポリエーテル構造またはポリエステル構造を有する高分子であることが好ましい。
前記ポリエーテル構造は、アルキレンオキシ単位を有することが好ましく、アルキレンオキシ単位の炭素数は2~5であることが好ましく、2~3であることがより好ましく、2であることが特に好ましい。
また、前記ポリエステル構造を構成するエステル結合の繰り返し単位間の炭素数は、エステル結合を構成するα炭素を1つ目として、3~10であることが好ましく、4~7であることがより好ましく、5~6であることがさらに好ましく、6であることが特に好ましい。
これらのポリエーテル構造またはポリエステル構造を有する高分子を使用することで、低粘度かつ経時分散安定性が良好な無機粒子含有組成物を得ることができるようになる。
The polymeric dispersant is preferably a polymer having a polyether structure or polyester structure.
The polyether structure preferably has an alkyleneoxy unit, and the alkyleneoxy unit preferably has 2 to 5 carbon atoms, more preferably 2 to 3 carbon atoms, and particularly preferably 2 carbon atoms.
Further, the number of carbon atoms between the repeating units of the ester bond constituting the polyester structure is preferably 3 to 10, more preferably 4 to 7, with the α carbon constituting the ester bond being the first. , more preferably 5 to 6, and particularly preferably 6.
By using these polymers having a polyether structure or a polyester structure, it becomes possible to obtain an inorganic particle-containing composition with low viscosity and good dispersion stability over time.

高分子型分散剤は、主鎖にポリエーテル構造またはポリエステル構造を有する高分子、ウレタンアクリレート系高分子、側鎖にポリエーテル構造を有するビニル系高分子からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。これらの中でも、主鎖にポリエーテル構造またはポリエステル構造を有する高分子、またはウレタンアクリレート系高分子であることがより好ましく、主鎖にポリエーテル構造またはポリエステル構造を有する高分子であることが特に好ましい。これらの高分子は、各種公知の方法により合成することができる。 The polymeric dispersant is at least one selected from the group consisting of a polymer having a polyether structure or polyester structure in its main chain, a urethane acrylate polymer, and a vinyl polymer having a polyether structure in its side chain. Preferably. Among these, polymers having a polyether structure or polyester structure in the main chain, or urethane acrylate polymers are more preferred, and polymers having a polyether structure or polyester structure in the main chain are particularly preferred. . These polymers can be synthesized by various known methods.

主鎖にポリエステル構造を有する高分子は、例えば、多価カルボン酸化合物とポリアルコールとを脱水縮合すること、カルボキシル基と水酸基を有する化合物を自己縮合すること、または、ラクトン類を開環重合することにより得ることができる。ラクトン類を開環重合することにより得た高分子であることが特に好ましい。ポリエステル構造を有する高分子は、さらに二塩基酸または酸無水物を反応させることもできる。 A polymer having a polyester structure in its main chain can be obtained, for example, by dehydration condensation of a polycarboxylic acid compound and a polyalcohol, by self-condensation of a compound having a carboxyl group and a hydroxyl group, or by ring-opening polymerization of lactones. can be obtained by Polymers obtained by ring-opening polymerization of lactones are particularly preferred. A polymer having a polyester structure can also be reacted with a dibasic acid or an acid anhydride.

主鎖にポリエーテル構造を有する高分子は、例えば、分子末端に水酸基等の反応性官能基を有するポリアルキレンオキシ鎖を有する高分子と、二塩基酸または酸無水物とを反応させることで得ることができる。 A polymer having a polyether structure in its main chain is obtained, for example, by reacting a polymer having a polyalkyleneoxy chain having a reactive functional group such as a hydroxyl group at the molecular end with a dibasic acid or an acid anhydride. be able to.

分散剤(B)の一実施形態として、主鎖にポリエーテル構造またはポリエステル構造を有し、二塩基酸または酸無水物に由来するカルボキシル基を有する高分子型分散剤が好ましい。また、前記ポリエーテル構造を構成するアルキレンオキシ単位の炭素数が2~5が好ましい。また、前記ポリエステル構造を構成するエステル結合間の炭素数が3~10である分散剤(B)が好ましい。 As one embodiment of the dispersant (B), a polymeric dispersant having a polyether structure or polyester structure in the main chain and having a carboxyl group derived from a dibasic acid or an acid anhydride is preferred. Also, the number of carbon atoms in the alkyleneoxy unit constituting the polyether structure is preferably 2 to 5. Further, the dispersant (B) having 3 to 10 carbon atoms between the ester bonds constituting the polyester structure is preferred.

ウレタンアクリレート系高分子は、ウレタン結合と(メタ)アクリレート構造を有していれば特に限定されず、例えば、水酸基を有する(メタ)アクリル系高分子とイソシアネート化合物とを反応させることにより得ることができる。 The urethane acrylate polymer is not particularly limited as long as it has a urethane bond and a (meth)acrylate structure. For example, it can be obtained by reacting a (meth)acrylic polymer having a hydroxyl group with an isocyanate compound. can.

側鎖にポリエーテル構造を有するビニル系高分子は、例えば、エチレン性不飽和基と(ポリ)アルキレンオキシ鎖とを有する単量体と、エチレン性不飽和基を有する単量体を共重合することにより得ることができる。エチレン性不飽和基を有する単量体としては、各種ビニル系モノマーや(メタ)アクリル系モノマー、無水マレイン酸やマレイミド等を用いることができる。 A vinyl polymer having a polyether structure in a side chain, for example, a monomer having an ethylenically unsaturated group and a (poly)alkyleneoxy chain and a monomer having an ethylenically unsaturated group are copolymerized. can be obtained by As the monomer having an ethylenically unsaturated group, various vinyl-based monomers, (meth)acrylic-based monomers, maleic anhydride, maleimide, and the like can be used.

高分子型分散剤は酸価を有する官能基としてリン酸基またはカルボキシル基を有することが好ましく、カルボキシル基を有することがより好ましい。高分子型分散剤の好適例として、酸価を有する高分子型分散剤が例示できる。 The polymeric dispersant preferably has a phosphate group or a carboxyl group as a functional group having an acid value, and more preferably has a carboxyl group. A suitable example of the polymeric dispersant is a polymeric dispersant having an acid value.

高分子型分散剤の重量平均分子量は、500~100,000が好ましく、1,000~50,000がより好ましく、1,000~20,000がさらに好ましく、1,000~10,000がさらに好ましく、1,000~5,000が特に好ましい。500~100,000の範囲の重量平均分子量を有することで、分散安定性をより向上しつつ、無機粒子を高濃度に配合することが可能となる。 The weight average molecular weight of the polymeric dispersant is preferably 500 to 100,000, more preferably 1,000 to 50,000, even more preferably 1,000 to 20,000, and further preferably 1,000 to 10,000. Preferably, 1,000 to 5,000 is particularly preferred. By having a weight average molecular weight in the range of 500 to 100,000, it becomes possible to incorporate inorganic particles at a high concentration while further improving dispersion stability.

3-3.反応性有機溶媒(C)
反応性有機溶媒(C)は、硬化反応が可能な媒体であり、ポリイソシアネート化合物(C1)を含む。反応性有機溶媒(C)は、さらに、ポリオール化合物(C2)を含んでいてもよい。本明細書において、反応性有機溶媒(C)の主成分とは、反応性有機溶媒(C)100質量%に対して80~100質量%含有する成分をいう。より好ましくは95~100%であり、実質的に100%であることが更に好ましい。反応性有機溶媒(C)として、ポリイソシアネート化合物(C1)とポリオール化合物(C2)を主成分とする場合には、これらの合計量を80~100質量%とすればよい。
3-3. Reactive organic solvent (C)
The reactive organic solvent (C) is a medium capable of curing reaction and contains the polyisocyanate compound (C1). The reactive organic solvent (C) may further contain a polyol compound (C2). In this specification, the main component of the reactive organic solvent (C) refers to a component contained in an amount of 80 to 100% by mass with respect to 100% by mass of the reactive organic solvent (C). More preferably 95 to 100%, more preferably substantially 100%. When the polyisocyanate compound (C1) and the polyol compound (C2) are the main components of the reactive organic solvent (C), the total amount of these may be 80 to 100% by mass.

3-3-1.ポリイソシアネート化合物(C1)
ポリイソシアネート化合物(C1)は、イソシアネート基の平均官能基数が2個以上のポリイソシアネート化合物である。ポリイソシアネート化合物(C1)の数平均分子量は100~10000が好ましく、ポリイソシアネート化合物(C1)の25℃における粘度は10~10,000mPa・sであることが好ましい。
3-3-1. Polyisocyanate compound (C1)
The polyisocyanate compound (C1) is a polyisocyanate compound having an average number of isocyanate functional groups of 2 or more. The polyisocyanate compound (C1) preferably has a number average molecular weight of 100 to 10,000 and a viscosity at 25° C. of 10 to 10,000 mPa·s.

ポリイソシアネート化合物(C1)の種類は特に限定されるものではないが、脂肪族イソシアネート、脂環族イソシアネート、芳香族イソシアネートを用いることができ、脂肪族イソシアネートまたは脂環族イソシアネートを用いることがより好ましい。脂肪族イソシアネートまたは脂環族イソシアネートを用いることで、良好なポットライフ、柔軟性、耐候性を得ることができる。 The type of polyisocyanate compound (C1) is not particularly limited, but aliphatic isocyanates, alicyclic isocyanates, and aromatic isocyanates can be used, and aliphatic isocyanates or alicyclic isocyanates are more preferably used. . Good pot life, flexibility and weather resistance can be obtained by using an aliphatic isocyanate or an alicyclic isocyanate.

1分子中にイソシアネート基を2個有するポリイソシアネート化合物としては、例えば、1,3-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、4,4’-トルイジンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、等の芳香族ジイソシアネート;
エチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;
ω,ω’-ジイソシアネート-1,3-ジメチルベンゼン、ω,ω’-ジイソシアネート-1,4-ジメチルベンゼン、ω,ω’-ジイソシアネート-1,4-ジエチルベンゼン、1,4-テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,3-テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;
3-イソシアネートメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート[別名:イソホロンジイソシアネート]、1,3-シクロペンタンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,6-シクロヘキサンジイソシアネート、ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、1,3-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、ノルボルナンジイソシアネートメチル、ジシクロへキシルメタンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート等が挙げられる。また、これらの化合物の変性物を用いることもできる。これらの化合物は、各種の市販品、合成品を単独で、もしくは2種以上を併せて使用することができる。
Polyisocyanate compounds having two isocyanate groups in one molecule include, for example, 1,3-phenylene diisocyanate, 4,4'-diphenyl diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2, aromatic diisocyanates such as 4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4′-toluidine diisocyanate, dianisidine diisocyanate, 4,4′-diphenyl ether diisocyanate;
ethylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, 2,3-butylene diisocyanate, 1,3-butylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 2 , 4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate and other aliphatic diisocyanates;
ω,ω'-diisocyanate-1,3-dimethylbenzene, ω,ω'-diisocyanate-1,4-dimethylbenzene, ω,ω'-diisocyanate-1,4-diethylbenzene, 1,4-tetramethylxylylene diisocyanate , 1,3-tetramethylxylylene diisocyanate and other aromatic diisocyanates;
3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate [alias: isophorone diisocyanate], 1,3-cyclopentane diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, methyl-2,4-cyclohexane diisocyanate, methyl-2,6-cyclohexane diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, 4,4′-methylenebis(cyclohexylisocyanate), 1,3-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, alicyclic diisocyanates such as norbornane diisocyanatomethyl and dicyclohexylmethane diisocyanate; Modified products of these compounds can also be used. As these compounds, various commercial products and synthetic products can be used alone or in combination of two or more.

また、1分子中にイソシアネート基を3個有するポリイソシアネート化合物としては、例えば、2,4,6-トリイソシアネートトルエン、1,3,5-トリイソシアネートベンゼン等の芳香族ポリイソシアネート、リジントリイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート、4,4’,4”-トリフェニルメタントリイソシアネート等の芳香脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート等が挙げられ、前記で説明したジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、水と反応したビュウレット体、イソシアヌレート環を有する3量体が挙げられる。 Further, polyisocyanate compounds having three isocyanate groups in one molecule include, for example, aromatic polyisocyanates such as 2,4,6-triisocyanatotoluene and 1,3,5-triisocyanatobenzene, lysine triisocyanate, and the like. aliphatic polyisocyanates, araliphatic polyisocyanates such as 4,4′,4″-triphenylmethane triisocyanate, and alicyclic polyisocyanates, and the trimethylolpropane adduct of the diisocyanate described above, water and a trimer having an isocyanurate ring.

ポリイソシアネート化合物(C1)のイソシアネート基の少なくとも一部がブロック化剤によりブロックされているブロック化イソシアネートを用いてもよい。具体例としては、ポリイソシアネート化合物(C1)のイソシアネート基を、ε-カプロラクタム、MEK(メチルエチルケトン)オキシム、シクロヘキサノンオキシム、ピラゾール、フェノール等でブロックしたもの等が挙げられる。 A blocked isocyanate in which at least part of the isocyanate groups of the polyisocyanate compound (C1) are blocked with a blocking agent may be used. Specific examples include those obtained by blocking the isocyanate group of the polyisocyanate compound (C1) with ε-caprolactam, MEK (methyl ethyl ketone) oxime, cyclohexanone oxime, pyrazole, phenol and the like.

ポリイソシアネート化合物(C1)の数平均分子量は100~10000が好ましく、200~5000であることがより好ましく、200~2000であることが特に好ましい。なお、数平均分子量は分散剤(B)と同様の方法により測定して得ることができる。 The number average molecular weight of the polyisocyanate compound (C1) is preferably from 100 to 10,000, more preferably from 200 to 5,000, and particularly preferably from 200 to 2,000. The number average molecular weight can be obtained by measuring in the same manner as for the dispersant (B).

ポリイソシアネート化合物(C1)のイソシアネート基の平均官能基数は2個以上であり、2~4個であることがより好ましく、2~3個であることがより好ましく、2個であることが特に好ましい。 The average functional number of isocyanate groups in the polyisocyanate compound (C1) is 2 or more, more preferably 2 to 4, more preferably 2 to 3, and particularly preferably 2. .

ポリイソシアネート化合物(C1)の粘度は10~10000mPa・sが好ましく、10~2000mPa・sであることが好ましく、100~1000mPa・sであることがより好ましく、100~500mPa・sであることが特に好ましい。
ポリイソシアネート化合物(C1)の粘度は、25℃下、ブルックフィールド型粘度計(英弘精機社製「HB」、スピンドルSC4-14)を用いて、スピンドル回転速度50rpm、測定時間1分間にて測定して得た値である。
上記の分子量、イソシアネート基の平均官能基数、粘度のポリイソシアネート化合物(C1)を使用することで、無機粒子を高濃度に配合しつつ、良好な接着強度を得ることができる無機粒子含有組成物が得られるようになる。
The viscosity of the polyisocyanate compound (C1) is preferably 10 to 10000 mPa s, preferably 10 to 2000 mPa s, more preferably 100 to 1000 mPa s, particularly 100 to 500 mPa s. preferable.
The viscosity of the polyisocyanate compound (C1) is measured at 25° C. using a Brookfield viscometer (“HB” manufactured by Eiko Seiki Co., Ltd., spindle SC4-14) at a spindle rotation speed of 50 rpm and a measurement time of 1 minute. This is the value obtained by
By using the polyisocyanate compound (C1) having the above molecular weight, average functional group number of isocyanate groups, and viscosity, an inorganic particle-containing composition that can obtain good adhesive strength while blending inorganic particles at a high concentration is obtained. will be obtained.

3-3-2.ポリオール化合物(C2)
ポリオール化合物(C2)は、水酸基の平均官能基数が2個以上のポリオール化合物であり、数平均分子量100~10000、粘度10~10000mPa・sであることが好ましい。
3-3-2. Polyol compound (C2)
The polyol compound (C2) is preferably a polyol compound having an average hydroxyl functional group number of 2 or more, and having a number average molecular weight of 100 to 10,000 and a viscosity of 10 to 10,000 mPa·s.

ポリオール化合物(C2)の種類は特に限定されるものではないが、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリアクリルポリオール、ポリカーボネートポリオー
ル、および、ひまし油系ポリオール等が挙げられる。これらの中でも、ポリエステルポリオール、ポリアクリルポリオールが好ましく、ポリエステルポリオールが特に好ましい。
The type of polyol compound (C2) is not particularly limited, but examples include polyester polyols, polyether polyols, polyacrylic polyols, polycarbonate polyols, and castor oil-based polyols. Among these, polyester polyols and polyacrylic polyols are preferred, and polyester polyols are particularly preferred.

ポリエステルポリオールとしては、各種公知のものを用いることができる。ポリエステルポリオールとしては例えば、1種以上のポリオール成分と1種以上の酸成分とのエステル化反応によって得られる化合物(エステル化物);ポリカプロラクトン、ポリバレロラクトン、ポリ(β-メチル-γ-バレロラクトン)等のラクトン類を開環重合して得られるポリエステルポリオール;等が挙げられる。 Various known polyester polyols can be used. Examples of polyester polyols include compounds (esterification products) obtained by an esterification reaction of one or more polyol components and one or more acid components; polycaprolactone, polyvalerolactone, poly(β-methyl-γ-valerolactone ) and polyester polyols obtained by ring-opening polymerization of lactones;

原料のポリオール成分としては、エチレングリコール(EG)、プロピレングリコール(PG)、ジエチレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、1,8-デカンジオール、オクタデカンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、およびペンタエリスリトール等が挙げられる。
原料の酸成分としては、コハク酸、メチルコハク酸、アジピン酸、ピメリック酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,12-ドデカン二酸、1,14-テトラデカン二酸、ダイマー酸、2-メチル-1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、2-エチル-1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸、およびこれらの酸無水物等が挙げられる。
Raw material polyol components include ethylene glycol (EG), propylene glycol (PG), diethylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol, 1,2-hexanediol, 1,6-hexanediol, 2-ethyl-1,3- hexanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, 1,8-decanediol, octadecanediol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, and the like. be done.
Acid components of raw materials include succinic acid, methylsuccinic acid, adipic acid, pimelic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,12-dodecanedioic acid, 1,14-tetradecanedioic acid, dimer acid, 2-methyl-1, 4-cyclohexanedicarboxylic acid, 2-ethyl-1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, and acid anhydrides thereof etc.

ポリエステルポリオールは、ジイソシアネートを反応させたポリエステルウレタンポリオールであってもよいし、酸無水物を反応させてカルボキシル基を導入したものであってもよい。
ジイソシアネートとしては、例えば、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、水添化ジフェニルメタンジイソシアネートが挙げられる。
酸無水物としては、例えば、無水ピロメリット酸、無水メリット酸、無水トリメリット酸、トリメリット酸エステル無水物が挙げられる。
トリメリット酸エステル無水物としては、例えば、炭素数2~30のアルキレングリコール又はアルカントリオールを無水トリメリット酸でエステル化反応させてなるエステル化合物が挙げられ、具体的には、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート、プロピレングリコールビスアンヒドロトリメリテート等が挙げられる。
The polyester polyol may be polyester urethane polyol reacted with diisocyanate, or may be reacted with acid anhydride to introduce carboxyl groups.
Diisocyanates include, for example, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and hydrogenated diphenylmethane diisocyanate. be done.
Examples of acid anhydrides include pyromellitic anhydride, mellitic anhydride, trimellitic anhydride, and trimellitic ester anhydride.
Examples of trimellitic ester anhydrides include ester compounds obtained by subjecting an alkylene glycol or alkanetriol having 2 to 30 carbon atoms to an esterification reaction with trimellitic anhydride. Examples include trimellitate, propylene glycol bisanhydro trimellitate, and the like.

ポリエーテルポリオールとしては、公知のものを用いることができる。ポリエーテルポリオールとしては、例えば、1分子中に複数の活性水素基を有する活性水素基含有化合物を開始剤として用い、1種以上のオキシラン化合物を付加重合させて得られる化合物(付加重合物)が挙げられる。 A known polyether polyol can be used. Examples of the polyether polyol include a compound (addition polymer) obtained by addition polymerization of one or more oxirane compounds using an active hydrogen group-containing compound having a plurality of active hydrogen groups in one molecule as an initiator. mentioned.

前記開始剤としては、水酸基含有化合物およびアミン類等が挙げられる。具体的には、エチレングリコール(EG)、プロピレングリコール(PG)、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ブチルエチルペンタンジオール、N-アミノエチルエタノールアミン、イソホロンジアミン、およびキシリレンジアミン等の2官能開始剤;グリセリン、トリメチロールプロパン、およびトリエタノールアミン等の3官能開始剤;ペンタエリスリトール、エチレンジアミン、および芳香族ジアミン等の4官能開始剤等が挙げられる。オキシラン化合物としては、エチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド(PO)、およびブチレンオキシド(BO)等のアルキレンオキシド(AO);テトラヒドロフラン(THF)等が挙げられる。 Examples of the initiator include hydroxyl group-containing compounds and amines. Specifically, two compounds such as ethylene glycol (EG), propylene glycol (PG), 1,4-butanediol, neopentyl glycol, butylethylpentanediol, N-aminoethylethanolamine, isophoronediamine, and xylylenediamine. functional initiators; trifunctional initiators such as glycerin, trimethylolpropane, and triethanolamine; and tetrafunctional initiators such as pentaerythritol, ethylenediamine, and aromatic diamines. Oxirane compounds include alkylene oxides (AO) such as ethylene oxide (EO), propylene oxide (PO), and butylene oxide (BO); tetrahydrofuran (THF), and the like.

ポリエーテルポリオールとしては、活性水素含有化合物のアルキレンオキシド付加物(ポリオキシアルキレンポリオールとも言う)が好ましい。中でも、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、末端にエチレンオキシド(EO)を付加させたPPG(PPG-EO)、およびポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレングリコール等の2官能ポリエーテルポリオール;グリセリンのアルキレンオキシド付加物等の3官能ポリエーテルポリオール等が好ましい。 As the polyether polyol, an alkylene oxide adduct of an active hydrogen-containing compound (also referred to as polyoxyalkylene polyol) is preferred. Among them, polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol (PPG), PPG with ethylene oxide (EO) added to the end (PPG-EO), and bifunctional polyether polyols such as polyalkylene glycols such as polytetramethylene glycol; glycerin Trifunctional polyether polyols such as alkylene oxide adducts of are preferred.

ポリオール化合物(C2)の数平均分子量は100~10000であることが好ましく、200~5000であることがより好ましく、200~2000であることが特に好ましい。なお、数平均分子量は分散剤(B)と同様の方法により測定して得ることができる。 The number average molecular weight of the polyol compound (C2) is preferably from 100 to 10,000, more preferably from 200 to 5,000, and particularly preferably from 200 to 2,000. The number average molecular weight can be obtained by measuring in the same manner as for the dispersant (B).

ポリオール化合物(C2)の水酸基の平均官能基数は2個以上であり、2~4個であることがより好ましく、2~3個であることが特に好ましい。 The average functional number of hydroxyl groups in the polyol compound (C2) is 2 or more, more preferably 2 to 4, particularly preferably 2 to 3.

ポリオール化合物(C2)の粘度は10~10000mPa・sであることが好ましく、10~2000mPa・sであることが好ましく、100~1000であることがより好ましく、100~500であることが特に好ましい。
ポリオール化合物(C2)の粘度は、25℃下、ブルックフィールド型粘度計(英弘精機社製「HB」、スピンドルSC4-14)を用いて、スピンドル回転速度50rpm、測定時間1分間にて測定して得た値である。
上記の分子量、水酸基の平均官能基数、粘度のポリオール化合物(C2)を使用することで、無機粒子を高濃度に配合しつつ、良好な接着強度を得ることができる無機粒子含有組成物が得られるようになる。
The viscosity of the polyol compound (C2) is preferably 10 to 10,000 mPa·s, preferably 10 to 2,000 mPa·s, more preferably 100 to 1,000, and particularly preferably 100 to 500.
The viscosity of the polyol compound (C2) is measured at 25° C. using a Brookfield viscometer (“HB” manufactured by Eiko Seiki Co., Ltd., spindle SC4-14) at a spindle rotation speed of 50 rpm and a measurement time of 1 minute. is the value obtained.
By using the polyol compound (C2) having the above molecular weight, average functional group number of hydroxyl groups, and viscosity, it is possible to obtain an inorganic particle-containing composition that can obtain good adhesive strength while incorporating inorganic particles at a high concentration. become.

本組成物は、無機粒子(E)100質量部に対する反応性有機溶媒(C)の量が5~40質量部であることが好ましく、5~33.3質量部であることがより好ましく、5~25質量部であることがさらに好ましく、5~18質量部であることが特に好ましい。 In the present composition, the amount of the reactive organic solvent (C) with respect to 100 parts by mass of the inorganic particles (E) is preferably 5 to 40 parts by mass, more preferably 5 to 33.3 parts by mass. It is more preferably from 1 to 25 parts by mass, and particularly preferably from 5 to 18 parts by mass.

3-4.その他の成分
本組成物は、さらに、必要に応じてレベリング剤、消泡剤、反応促進剤、硬化触媒、レオロジー調整剤、有機溶剤、着色剤、エポキシ化合物等の硬化性成分、酸化防止剤等の安定化剤、難燃剤、可塑剤、イオン捕捉剤等の各種添加剤を含有する組成物である。これらの適宜追加される各材料について特に制限はなく、単独もしくは2種類以上併せて使用することができる。本開示の無機粒子含有組成物は、熱伝導性硬化物層の形成に特に好適に用いることができる。
3-4. Other Ingredients The present composition may further contain leveling agents, antifoaming agents, reaction accelerators, curing catalysts, rheology modifiers, organic solvents, coloring agents, curing components such as epoxy compounds, antioxidants, etc. It is a composition containing various additives such as stabilizers, flame retardants, plasticizers, and ion scavengers. There is no particular limitation on each of these appropriately added materials, and they can be used singly or in combination of two or more. The inorganic particle-containing composition of the present disclosure can be used particularly suitably for forming a thermally conductive cured material layer.

レベリング剤や消泡剤を用いることで、硬化物の外観や密度を向上することができる。レベリング剤としては、例えば、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン、ポリエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン、ポリエーテルエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン、アクリル系共重合物、メタクリル系共重合物、ポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン、アクリル酸アルキルエステル共重合物、メタクリル酸アルキルエステル共重合物、レシチンが挙げられる。消泡剤としては、例えば、シリコーン樹脂、シリコーン溶液、アルキルビニルエーテルとアクリル酸アルキルエステルとメタクリル酸アルキルエステルとの共重合物、ビニルエーテルポリマーやオレフィンポリマー等が挙げられる。 By using a leveling agent or an antifoaming agent, the appearance and density of the cured product can be improved. Examples of leveling agents include polyether-modified polydimethylsiloxane, polyester-modified polydimethylsiloxane, aralkyl-modified polymethylalkylsiloxane, polyester-modified hydroxyl-containing polydimethylsiloxane, polyether ester-modified hydroxyl-containing polydimethylsiloxane, and acrylic copolymers. , methacrylic copolymers, polyether-modified polymethylalkylsiloxanes, acrylic acid alkyl ester copolymers, methacrylic acid alkyl ester copolymers, and lecithin. Antifoaming agents include, for example, silicone resins, silicone solutions, copolymers of alkyl vinyl ethers, alkyl acrylates, and alkyl methacrylates, vinyl ether polymers, and olefin polymers.

反応促進剤は、特に限定はなく、通常のポリイソシアネート化合物とポリオール化合物との反応により得られる樹脂の硬化剤として常用されている化合物を用いることができる。例えば、アミン系化合物、アミド系化合物、酸無水物系化合物、フェノール系化合物、ジブチル錫化合物などが挙げられる。
より具体的には、例えば、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジオクチルチンジラウレート、ジブチルチンジマレートのような金属系触媒;1,8-ジアザ-ビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7、1,5-ジアザビシクロ(4,3,0)ノネン-5、6-ジブチルアミノ-1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7のような3級アミン;トリエタノールアミンのような反応性3級アミン;が挙げられる。
The reaction accelerator is not particularly limited, and compounds commonly used as curing agents for resins obtained by reaction of ordinary polyisocyanate compounds and polyol compounds can be used. Examples thereof include amine-based compounds, amide-based compounds, acid anhydride-based compounds, phenol-based compounds, and dibutyltin compounds.
More specifically, metal-based catalysts such as dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, dibutyltin dimaleate; 1,8-diaza-bicyclo(5,4,0)undecene-7,1 tertiary amines such as ,5-diazabicyclo(4,3,0)nonene-5,6-dibutylamino-1,8-diazabicyclo(5,4,0)undecene-7; reactivity such as triethanolamine tertiary amine;

硬化触媒は、ポリイソシアネート化合物(C1)とポリオール化合物(C2)との反応の促進に寄与する。また、ポリイソシアネート化合物(C1)がブロック化されている場合は、硬化触媒により脱ブロック化することができる。硬化触媒としては、第4級アンモニウム塩等が挙げられる。 The curing catalyst contributes to promoting the reaction between the polyisocyanate compound (C1) and the polyol compound (C2). Moreover, when the polyisocyanate compound (C1) is blocked, it can be deblocked with a curing catalyst. Curing catalysts include quaternary ammonium salts and the like.

難燃剤としては、例えば、リン系難燃剤、窒素系難燃剤、シリコーン系難燃剤、無機フィラー系難燃剤、有機金属塩系難燃剤が挙げられる。 Examples of flame retardants include phosphorus-based flame retardants, nitrogen-based flame retardants, silicone-based flame retardants, inorganic filler-based flame retardants, and organic metal salt-based flame retardants.

可塑剤としては、例えば、流動パラフィンが挙げられる。 Plasticizers include, for example, liquid paraffin.

レオロジー調整剤は、無機粒子含有組成物にチキソ性を付与して、無機粒子の沈降を抑制する。また、組成物の塗工性に寄与する。レオロジー調整剤としては、増粘剤やレオロジーコントロール剤として販売されている各種材料等を用いることができる。 The rheology modifier imparts thixotropy to the inorganic particle-containing composition to suppress sedimentation of the inorganic particles. It also contributes to the coatability of the composition. As the rheology modifier, various materials sold as thickeners and rheology control agents can be used.

有機溶剤は、反応性有機溶媒(C)とは異なる化合物であり、沸点が100℃以下の化合物であることが好ましい。粘度を低減して無機粒子含有組成物を均一に混合できるようにするために、任意に含まれてもよい。VOCの観点から、無溶剤型で用いることがより好ましい。 The organic solvent is a compound different from the reactive organic solvent (C) and preferably has a boiling point of 100° C. or less. It may optionally be included to reduce viscosity to allow uniform mixing of the inorganic particle-containing composition. From the viewpoint of VOC, it is more preferable to use a solvent-free type.

硬化性成分として、エポキシ基を2個以上有する化合物を添加することができる。このようなエポキシ化合物を配合することで、硬化物に柔軟性や耐熱性を付与することができる。 A compound having two or more epoxy groups can be added as a curable component. By blending such an epoxy compound, flexibility and heat resistance can be imparted to the cured product.

イオン捕捉剤は、イオン性不純物を吸着して、吸湿時の絶縁信頼性を保つことができる。 The ion scavenger can adsorb ionic impurities and maintain insulation reliability when moisture is absorbed.

本組成物は、さらに、本開示の効果を損なわない範囲で、その他各種の添加剤を含有してもよい。添加剤としては、無機粒子(E)に含まれない無機粒子、例えば、マイカ、タルク、ガラスフレーク等の無機充填剤、層状無機化合物、安定剤(酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、加水分解防止剤等)、防錆剤、帯電防止剤、滑剤、ブロッキング防止剤、結晶核剤、吸湿剤、硬化反応を調整するための触媒が挙げられる。 The present composition may further contain various other additives within a range that does not impair the effects of the present disclosure. Examples of additives include inorganic particles not included in the inorganic particles (E), such as inorganic fillers such as mica, talc, and glass flakes, layered inorganic compounds, stabilizers (antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, hydrolysis inhibitors, etc.), rust inhibitors, antistatic agents, lubricants, antiblocking agents, crystal nucleating agents, moisture absorbents, and catalysts for adjusting the curing reaction.

3-5.含水量、粘度等
本組成物中の含水量は0.01~0.5質量%であることが好ましく、0.01~0.3質量%であることがより好ましく、0.01~0.1質量%であることが特に好ましい。
3-5. Water Content, Viscosity, etc. The water content in the composition is preferably 0.01 to 0.5% by mass, more preferably 0.01 to 0.3% by mass, and more preferably 0.01 to 0.3% by mass. 1% by weight is particularly preferred.

本組成物の粘度は、1~500Pa・sであることが好ましく、1~200Pa・sであることがより好ましく、1~100Pa・sであることがさらに好ましく、1~50Pa・sであることがさらに好ましく、1~30Pa・sであることが特に好ましい。
なお、粘度値は、実施例に記載の方法にて、ブルックフィールド型粘度計(英弘精機社製「HB」、サンプルの粘度値が200Pa・s以下の場合はスピンドルSC4-14、粘度値が200Pa・s超過の場合はスピンドルSC4-25)を用いて、サンプル温度25℃、スピンドル回転速度50rpm、測定時間1分間で測定したときの値である。
The viscosity of the present composition is preferably 1 to 500 Pa s, more preferably 1 to 200 Pa s, even more preferably 1 to 100 Pa s, and 1 to 50 Pa s. is more preferable, and 1 to 30 Pa·s is particularly preferable.
The viscosity value was determined by the method described in the Examples using a Brookfield viscometer (“HB” manufactured by Eiko Seiki Co., Ltd., spindle SC4-14 when the viscosity value of the sample is 200 Pa s or less, and the viscosity value is 200 Pa・When s is exceeded, spindle SC4-25) is used, the sample temperature is 25° C., the spindle rotation speed is 50 rpm, and the measurement time is 1 minute.

本組成物の35℃における3時間後の粘度変化率は0.7~5.0であることが好ましく、0.8~4.0であることがより好ましく、0.8~3.0であることがさらに好ましく、1.0~2.5であることが特に好ましい。
なお、粘度変化率は、実施例に記載の方法にて、ブルックフィールド型粘度計(英弘精機社製「HB」、サンプルの粘度値が200Pa・s以下の場合はスピンドルSC4-14、粘度値が200Pa・s超過の場合はスピンドルSC4-25)を用いて、サンプル温度25℃、スピンドル回転速度50rpm、測定時間1分間で測定したときの値を用いて算出した値である。
また、無機粒子(E)100gあたり、無機粒子(E)の表面積の合計値をXm、表面処理無機粒子(D)の前記被覆層を構成する前記一般式(1)で表されるシラン化合物の合計量をYgとしたとき、(Y/X)×1000が1.0~5.0であることが好ましい。無機粒子(E)の比表面積に対し、上記数値の範囲内で一般式(1)により表されるシラン化合物を配合することで、粒子の吸湿の抑制と硬化物の熱伝導率を高度に両立できる。
The viscosity change rate of the present composition after 3 hours at 35° C. is preferably 0.7 to 5.0, more preferably 0.8 to 4.0, and 0.8 to 3.0. It is more preferably 1.0 to 2.5, particularly preferably 1.0 to 2.5.
The rate of viscosity change was determined by the method described in the Examples using a Brookfield viscometer (“HB” manufactured by Eiko Seiki Co., Ltd., spindle SC4-14 when the viscosity value of the sample is 200 Pa s or less, and the viscosity value When it exceeds 200 Pa·s, it is a value calculated using the values obtained when the spindle SC4-25) is used, the sample temperature is 25° C., the spindle rotation speed is 50 rpm, and the measurement time is 1 minute.
Further, the total surface area of the inorganic particles (E) is Xm 2 per 100 g of the inorganic particles (E), and the silane compound represented by the general formula (1) constituting the coating layer of the surface-treated inorganic particles (D) (Y/X)×1000 is preferably 1.0 to 5.0, where Yg is the total amount of By blending the silane compound represented by the general formula (1) within the above numerical range with respect to the specific surface area of the inorganic particles (E), suppression of moisture absorption of the particles and thermal conductivity of the cured product are highly compatible. can.

3-6.好適な他の実施形態
好適な他の実施形態に係る無機粒子含有組成物として、表面処理無機粒子(D)を少なくとも一種含む無機粒子(E)と、分散剤(B)と、ポリイソシアネート化合物(C1)を含む反応性有機溶媒(C)とを含有する組成物において、以下の条件を有するものがある。すなわち、無機粒子(E)を100質量%としたとき、平均一次粒子径0.05μm以上10μm以下の無機粒子(a1)を10~30質量%、平均一次粒子径10μm超過30μm以下の無機粒子(a2)を30~70質量%、平均一次粒子径30μm超過100μm以下の無機粒子(a3)を15~40質量%含有し、(a1)、(a2)および(a3)の合計で80~100質量%含む態様が例示できる。無機粒子(a1)、無機粒子(a2)および無機粒子(a3)の全部が表面処理無機粒子(D)、またはいずれかが表面処理無機粒子(D)で、残りが熱伝導性無機粒子(A)とする態様が好適である。さらに、反応性有機溶媒(C)が、ポリイソシアネート化合物(C1)およびポリオール化合物(C2)を主成分として含む。また、無機粒子(E)100質量部に対する反応性有機溶媒(C)の量が5~40質量部であり、分散剤(B)の量が0.01~4質量部である。
3-6. Other Preferred Embodiments As an inorganic particle-containing composition according to another preferred embodiment, inorganic particles (E) containing at least one type of surface-treated inorganic particles (D), a dispersant (B), and a polyisocyanate compound ( Some compositions containing C1) and a reactive organic solvent (C) have the following conditions. That is, when the inorganic particles (E) are 100% by mass, the inorganic particles (a1) having an average primary particle diameter of 0.05 μm or more and 10 μm or less are 10 to 30% by mass, and the inorganic particles having an average primary particle diameter of more than 10 μm and 30 μm or less ( 30 to 70% by mass of a2) and 15 to 40% by mass of inorganic particles (a3) having an average primary particle diameter of more than 30 μm and 100 μm or less, and the total of (a1), (a2) and (a3) is 80 to 100% by mass. % can be exemplified. All of the inorganic particles (a1), inorganic particles (a2) and inorganic particles (a3) are surface-treated inorganic particles (D), or any one is surface-treated inorganic particles (D) and the rest are thermally conductive inorganic particles (A ) is preferred. Furthermore, the reactive organic solvent (C) contains the polyisocyanate compound (C1) and the polyol compound (C2) as main components. Further, the amount of the reactive organic solvent (C) is 5 to 40 parts by mass and the amount of the dispersant (B) is 0.01 to 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the inorganic particles (E).

無機粒子(a1)は、平均一次粒子径0.05μm以上10μm以下の粒子であり、0.1μm以上10μm以下であることが好ましく、0.5μm以上10μm以下であることがより好ましく、1μm以上5μm以下であることが特に好ましい。 The inorganic particles (a1) are particles having an average primary particle diameter of 0.05 μm or more and 10 μm or less, preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less, more preferably 0.5 μm or more and 10 μm or less, and 1 μm or more and 5 μm or less. The following are particularly preferred.

無機粒子(a2)は、平均一次粒子径10μm超過30μm以下の粒子であり、15μm以上30μm以下であることが好ましく、20μm以上30μm以下であることが特に好ましい。 The inorganic particles (a2) are particles having an average primary particle diameter of more than 10 μm and 30 μm or less, preferably 15 μm or more and 30 μm or less, particularly preferably 20 μm or more and 30 μm or less.

無機粒子(a3)は、平均一次粒子径30μm超過100μm以下の粒子であり、30μm超過70μm以下であることが好ましく、30μm超過50μm以下であることがより好ましい。 The inorganic particles (a3) are particles having an average primary particle diameter of more than 30 μm and 100 μm or less, preferably more than 30 μm and 70 μm or less, more preferably more than 30 μm and 50 μm or less.

無機粒子(a1)~(a3)の平均一次粒子径をそれぞれこの範囲に設定することで、粒子が高密度に充填された硬化物を得ることができ、良好な熱伝導率を得ることができる。 By setting the average primary particle size of each of the inorganic particles (a1) to (a3) within this range, a cured product in which the particles are densely packed can be obtained, and good thermal conductivity can be obtained. .

無機粒子含有組成物中に含まれる無機粒子(E)の量を100質量部としたとき、無機粒子(a1)、無機粒子(a2)、および無機粒子(a3)の合計量は80~100質量部であり、90~100質量部であることが好ましく、95質量部~100質量部であることがより好ましく、実質的に100質量部であることが特に好ましい。 When the amount of the inorganic particles (E) contained in the inorganic particle-containing composition is 100 parts by mass, the total amount of the inorganic particles (a1), the inorganic particles (a2), and the inorganic particles (a3) is 80 to 100 mass parts. It is preferably 90 to 100 parts by mass, more preferably 95 to 100 parts by mass, and particularly preferably substantially 100 parts by mass.

無機粒子含有組成物中に含まれる無機粒子(E)の量を100質量部としたとき、無機粒子(a1)の量は10~30質量部であり、10~25質量部であることが好ましく、15~25質量部であることがより好ましく、15~20質量部であることが特に好ましい。
また、無機粒子(a2)の量は30~70質量部であり、40~70質量部が好ましく、45~65質量部がより好ましく、45~60質量部が特に好ましい。
また、無機粒子(a3)の量は15~40質量部であり、15~35質量部が好ましく、15~30質量部がより好ましく、15~25質量部がさらに好ましく、15~20質量部が特に好ましい。
When the amount of the inorganic particles (E) contained in the inorganic particle-containing composition is 100 parts by mass, the amount of the inorganic particles (a1) is 10 to 30 parts by mass, preferably 10 to 25 parts by mass. , more preferably 15 to 25 parts by mass, particularly preferably 15 to 20 parts by mass.
The amount of the inorganic particles (a2) is 30 to 70 parts by mass, preferably 40 to 70 parts by mass, more preferably 45 to 65 parts by mass, and particularly preferably 45 to 60 parts by mass.
Further, the amount of the inorganic particles (a3) is 15 to 40 parts by mass, preferably 15 to 35 parts by mass, more preferably 15 to 30 parts by mass, further preferably 15 to 25 parts by mass, and 15 to 20 parts by mass. Especially preferred.

無機粒子(a1)~(a3)の比率をそれぞれこの範囲に設定することで、ハンドリング性良好かつ硬化性良好な無機粒子含有組成物を得ることができ、また、熱伝導率良好な硬化物を得ることができるようになる。 By setting the ratios of the inorganic particles (a1) to (a3) within this range, it is possible to obtain an inorganic particle-containing composition with good handling properties and good curability, and to obtain a cured product with good thermal conductivity. be able to obtain

また、無機粒子含有組成物中に含まれる無機粒子(E)の量を100gとし、このときの無機粒子(a1)~(a3)の表面積の合計値をXm、表面処理無機粒子(D)の前記被覆層を構成する一般式(1)で表されるシラン化合物の合計量をYgとしたとき、(Y/X)×1000が1.0~5.0であることが好ましく、2.0~4.0であることがより好ましく、2.5~4.0であることがさらに好ましく、2.5~3.5であることが特に好ましい。無機粒子(E)の比表面積に対し、上記数値の範囲内で一般式(1)により表されるシラン化合物を配合することで、粒子の吸湿の抑制と硬化物の熱伝導率を高度に両立できる。 Further, the amount of the inorganic particles (E) contained in the inorganic particle-containing composition is 100 g, the total surface area of the inorganic particles (a1) to (a3) is Xm 2 , and the surface-treated inorganic particles (D) are (Y/X)×1000 is preferably 1.0 to 5.0, where Yg is the total amount of the silane compound represented by the general formula (1) constituting the coating layer of 2. It is more preferably 0 to 4.0, even more preferably 2.5 to 4.0, and particularly preferably 2.5 to 3.5. By blending the silane compound represented by the general formula (1) within the above numerical range with respect to the specific surface area of the inorganic particles (E), suppression of moisture absorption of the particles and thermal conductivity of the cured product are highly compatible. can.

4.無機粒子含有組成物の製造
本組成物は、例えば、反応性有機溶媒(C)であるポリイソシアネート化合物(C1)、分散剤(B)および必要に応じて消泡剤や安定化剤を配合し、均質な溶液または分散液としてから、表面処理無機粒子(D)、必要に応じて熱伝導性無機粒子(A)、その他無機粒子、ポリオール化合物(C2)等を添加して、充分に撹拌混合した後に分散処理することで製造することができる。
4. Manufacture of Inorganic Particle-Containing Composition This composition comprises, for example, a polyisocyanate compound (C1) as a reactive organic solvent (C), a dispersant (B), and, if necessary, an antifoaming agent and a stabilizer. , after preparing a homogeneous solution or dispersion, add surface-treated inorganic particles (D), optionally thermally conductive inorganic particles (A), other inorganic particles, polyol compound (C2), etc., and sufficiently stir and mix. It can be manufactured by performing a dispersion treatment after

撹拌混合に使用する装置は、例えば、ディスパー、プラネタリーミキサー、トリミックス、ホモジナイザーミキサー、ニーダー等の混錬混合装置、タンブラーミキサー、振動式撹拌機、アトライター、ロールミル等が挙げられる。撹拌混合では、混合液が均質で流動性のある状態にすることが好ましい。 Devices used for stirring and mixing include, for example, dispersers, planetary mixers, trimixes, homogenizer mixers, kneading mixers such as kneaders, tumbler mixers, vibratory stirrers, attritors, roll mills, and the like. In stirring and mixing, it is preferable to make the mixed liquid homogeneous and fluid.

また、分散処理に用いる分散機は、ビーズミル、コロイドミル、プラネタリーミキサー、トリミックス、ホモジナイザーミキサー、ニーダー等の混錬混合装置、アトライター、ロールミル、自転公転ミキサー等が挙げられる。使用する分散機は、無機粒子含有組成物のハンドリング性や無機粒子の凝集の度合いに応じて、適宜設定することができる。 Examples of the dispersing machine used for the dispersing treatment include bead mills, colloid mills, planetary mixers, trimixes, homogenizer mixers, kneading mixers such as kneaders, attritors, roll mills, and rotation/revolution mixers. The dispersing machine to be used can be appropriately set according to the handling property of the inorganic particle-containing composition and the degree of aggregation of the inorganic particles.

分散時の温度は、無機粒子(D)の分散性、分散剤(B)と反応性有機溶媒(C)間の化学反応、装置の摩耗を抑制する面で10~50℃が好ましく、40℃以下がより好ましく、35℃以下が特に好ましい。 The temperature during dispersion is preferably 10 to 50° C., preferably 40° C., in terms of suppressing the dispersibility of the inorganic particles (D), the chemical reaction between the dispersant (B) and the reactive organic solvent (C), and the wear of the device. The following is more preferable, and 35° C. or less is particularly preferable.

分散時間は、無機粒子の粒度のサンプリングを行いながら適宜調整する。分散時間は、装置の違いにより異なるところ、0.1~10時間程度が好ましく、0.5~5時間がより好ましく、1~5時間が特に好ましい。 The dispersion time is appropriately adjusted while sampling the particle size of the inorganic particles. The dispersion time varies depending on the equipment, but is preferably about 0.1 to 10 hours, more preferably 0.5 to 5 hours, and particularly preferably 1 to 5 hours.

5.熱伝導性硬化物およびその製造方法
本組成物は、硬化することで熱伝導性の硬化物を形成し、これにより、対象物を接着することができる。例えば、部材(M1)と、部材(M2)と、部材(M1)および部材(M2)の間に形成された熱伝導性硬化物を備えた構造体を好適に得ることができる。
前記構造体は、例えば、部材(M1)に無機粒子含有組成物を塗工し、部材(M2)で前記硬化性組成物を挟んでから硬化して接着する工程、または、部材(M1)および部材(M2)の間の界面に無機粒子含有組成物を注入して硬化する工程により得ることができる。硬化物の形状は特に限定されず、立体形状であっても、層状(シート状)であってもよい。
5. Thermally Conductive Cured Product and Method for Producing Same The present composition is cured to form a thermally conductive cured product, which can adhere to objects. For example, a structure including a member (M1), a member (M2), and a thermally conductive cured material formed between the member (M1) and the member (M2) can be preferably obtained.
The structure is, for example, a step of applying an inorganic particle-containing composition to the member (M1), sandwiching the curable composition with the member (M2) and then curing and bonding, or a step of bonding the member (M1) and It can be obtained by a step of injecting an inorganic particle-containing composition into the interface between the members (M2) and curing. The shape of the cured product is not particularly limited, and may be three-dimensional or layered (sheet-like).

また、部材(M1)および部材(M2)の形状は特に限定されず、立体形状、シート状基材等が挙げられる。例えば、本開示の無機粒子含有組成物を、積層体を構成する接着剤層として使用することができ、シート状基材(S1)と、熱伝導性硬化物と、シート状基材(S2)とをこの順に備えた積層体を好適に得ることができる。
前記積層体は、シート状基材(S1)に本開示の無機粒子含有組成物を塗工し、硬化してシート状の硬化物を形成し、さらにシート状基材(S2)を積層して得ることができる。また、シート状基材(S1)に本開示の無機粒子含有組成物を塗布、乾燥してシート状の硬化物を形成し、熱伝導性接着シートとして使用することができる。
Moreover, the shape of the member (M1) and the member (M2) is not particularly limited, and examples thereof include a three-dimensional shape and a sheet-like base material. For example, the inorganic particle-containing composition of the present disclosure can be used as an adhesive layer constituting a laminate, and includes a sheet-like substrate (S1), a thermally conductive cured product, and a sheet-like substrate (S2). and can be suitably obtained in this order.
The laminate is obtained by coating the sheet-like substrate (S1) with the inorganic particle-containing composition of the present disclosure, curing to form a sheet-like cured product, and further laminating the sheet-like substrate (S2). Obtainable. Alternatively, the inorganic particle-containing composition of the present disclosure can be applied to the sheet-like substrate (S1) and dried to form a sheet-like cured product, which can be used as a thermally conductive adhesive sheet.

熱伝導性硬化性組成物として用いる場合、パワーモジュールやバッテリーモジュールなどの電子機器やモジュールの放熱させたい部位と、さらに必要に応じて金属板やヒートシ
ンク等の放熱部材と、熱伝導性硬化性組成物から得た硬化物層をそれぞれ接触させることで、良好な放熱性を得ることができる。その際に使用される本開示の無機粒子含有組成物の形態に特に制限はないが、液状あるいはペースト状にすることが好ましい。液状またはペースト状にすることで、接着面に容易に塗工、または、接着物間の界面に注入することができ、次いで硬化させることで、接着性が良好な硬化物層を形成することができる。
また、本組成物を半硬化した状態で使用する場合は、シート状に半硬化させた後、接着させたい部材と接触させた上で硬化をさらに進行させて使用することができる。固形状に設計する場合は、粉体状、チップ状、あるいはシート状等にしたものを接着面の界面に設置し、加熱させて固形状の無機粒子含有組成物を溶融させた後硬化させ、接着剤として機能させることができる。
When used as a thermally conductive curable composition, a portion of an electronic device or module such as a power module or battery module where heat is desired to be dissipated, and, if necessary, a heat dissipating member such as a metal plate or a heat sink, and a thermally conductive curable composition. Good heat dissipation can be obtained by bringing the cured product layers obtained from the material into contact with each other. The form of the inorganic particle-containing composition of the present disclosure used at that time is not particularly limited, but it is preferably liquid or paste. By making it into a liquid or paste form, it can be easily applied to the adhesion surface or injected into the interface between the adherends, and then cured to form a cured product layer with good adhesion. can.
When the composition is used in a semi-cured state, it can be semi-cured in the form of a sheet, brought into contact with a member to be adhered, and further cured before use. In the case of designing a solid, a powder, chip, sheet, or the like is placed on the interface of the bonding surface, heated to melt the solid inorganic particle-containing composition, and then cured. It can function as an adhesive.

本組成物の塗工方法は特に限定されないが、例えばローラ形式で塗工することができ、25~120℃程度に加熱したローラを用いて、前記組成物を対象物の表面に塗工することができる。また、グラビアコーター等各種公知の方法を用いることができる。 The method of applying the present composition is not particularly limited. can be done. Also, various known methods such as a gravure coater can be used.

本組成物の硬化方法は特に限定されないが、常温または加温下でエージングする方法が挙げられる。硬化反応のためのエージング期間は、例えば40℃で1~5日程度である。 The method of curing the present composition is not particularly limited, but includes a method of aging at room temperature or under heat. The aging period for the curing reaction is, for example, about 1 to 5 days at 40°C.

前記硬化物の膜厚は0.01~10mmが好ましく、0.01~5mmがより好ましく、0.1~5mmが特に好ましい。硬化物の厚さを上記範囲とすることで、良好な熱伝導性を得つつ、充分な接着強度を得ることができる。 The film thickness of the cured product is preferably 0.01 to 10 mm, more preferably 0.01 to 5 mm, particularly preferably 0.1 to 5 mm. By setting the thickness of the cured product within the above range, it is possible to obtain sufficient adhesive strength while obtaining good thermal conductivity.

ポリイソシアネート化合物(C1)およびポリオール化合物(C2)に基づく硬化性組成物とすることで、使用温度環境下、特に約-35℃~約+80℃の温度範囲において、良好な粘弾性、強度を得ることができる。 By forming a curable composition based on the polyisocyanate compound (C1) and the polyol compound (C2), good viscoelasticity and strength can be obtained under the operating temperature environment, particularly in the temperature range of about -35°C to about +80°C. be able to.

前記硬化物の熱伝導率は、1~8W/(m・K)であることが好ましく、1.5~6W/(m・K)であることがより好ましく、1.8~6W/(m・K)であることがさらに好ましく、2~5W/(m・K)であることがさらに好ましく、2.5~5W/(m・K)であることが特に好ましい。硬化物の熱伝導率は、実施例に記載の方法で測定することができる。 The thermal conductivity of the cured product is preferably 1 to 8 W/(m K), more preferably 1.5 to 6 W/(m K), and more preferably 1.8 to 6 W/(m ·K), more preferably 2 to 5 W/(m·K), and particularly preferably 2.5 to 5 W/(m·K). The thermal conductivity of the cured product can be measured by the method described in Examples.

以下、実施例に基づき、本開示を詳細に説明するが、本開示は実施例に限定されない。本実施例中、特に断り書きが無い場合には、部は質量部を、%は質量%を表す。実施例および比較例で使用した材料を以下に示す。なお、以下の表において、熱伝導性無機粒子(A)等は単に(A)などと表記する。 Hereinafter, the present disclosure will be described in detail based on examples, but the present disclosure is not limited to the examples. In the present examples, parts means parts by mass and % means % by mass, unless otherwise specified. Materials used in Examples and Comparative Examples are shown below. In the tables below, thermally conductive inorganic particles (A) and the like are simply described as (A) and the like.

<熱伝導性無機粒子(A)>
・酸化アルミニウムA(SHJQ Chemical Technology Co. Ltd.製HCA-40):平均一次粒子径40μm、比表面積0.157m/g、破砕粉(非球状粒子)。
・酸化アルミニウムB(SHJQ Chemical Technology Co. Ltd.製HCA-20):平均一次粒子径25μm、比表面積0.366m/g、破砕粉(非球状粒子)。
・酸化アルミニウムC(Suzhou Ginet New Material Technology Co. Ltd.製YC-2):平均一次粒子径2μm、比表面積5.513m/g、破砕粉(非球状粒子)。
・水酸化アルミニウムA(住友化学社製CW-325LV):非球状粒子。
・水酸化アルミニウムB(製造例1、粉砕処理品):容量900mLのガラス瓶にイソプロピルアルコールを300部、水酸化アルミニウムAを200部加え、1.25mmΦジルコニアビーズ200部をメディアとして、ペイントシェーカーで9時間攪拌・混合処理して水酸化アルミニウムAの粉砕を行った。その後、得られた分散液を濾過し、濾別したものを120℃で充分に加熱乾燥することで、水酸化アルミニウムBを得た。破砕粉(非球状粒子)。
・水酸化アルミニウムC(製造例2):製造例1のペイントシェーカーの攪拌・混合処理時間を6時間に変更した以外は、製造例1と同様に行い、水酸化アルミニウムCを作製した。破砕粉(非球状粒子)。
・水酸化アルミニウムD(製造例3):製造例1のペイントシェーカーの攪拌・混合処理時間を3時間に変更した以外は、製造例1と同様に行い、水酸化アルミニウムDを作製した。破砕粉(非球状粒子)。
・水酸化アルミニウムE(製造例4):ステンレス製のビーカーに水酸化アルミニウムAを100部仕込み、攪拌しながら235℃で6時間加熱処理することで、水酸化アルミニウムEを作製した。加熱処理による水酸化アルミニウムの重量減少率は5.8%であった。また、粉末X線回折(XRD)測定にて2θ=約14.5度にベーマイト由来の強い回折パターンを確認することができ、そのベーマイト転化率は約25%だった。水酸化アルミニウムを加熱して部分的にベーマイト化させる場合、粒子の表面で主として転化が起こることが知られており、水酸化アルミニウムEの粒子表面はベーマイトであると推測できる。非球状粒子。
・水酸化アルミニウムF(製造例5):製造例1の水酸化アルミニウムAを水酸化アルミニウムEに変更した以外は、製造例1と同様に行い、水酸化アルミニウムFを作製した。破砕粉(非球状粒子)。
<Thermal conductive inorganic particles (A)>
· Aluminum oxide A (HCA-40 manufactured by SHJQ Chemical Technology Co. Ltd.): average primary particle size 40 μm, specific surface area 0.157 m 2 /g, crushed powder (non-spherical particles).
· Aluminum oxide B (HCA-20 manufactured by SHJQ Chemical Technology Co. Ltd.): average primary particle diameter of 25 μm, specific surface area of 0.366 m 2 /g, crushed powder (non-spherical particles).
- Aluminum oxide C (YC-2 manufactured by Suzhou Ginet New Material Technology Co. Ltd.): average primary particle diameter of 2 µm, specific surface area of 5.513 m 2 /g, crushed powder (non-spherical particles).
· Aluminum hydroxide A (CW-325LV manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.): non-spherical particles.
· Aluminum hydroxide B (manufacturing example 1, pulverized product): 300 parts of isopropyl alcohol and 200 parts of aluminum hydroxide A were added to a glass bottle with a capacity of 900 mL, and 200 parts of 1.25 mm Φ zirconia beads were used as media, and the mixture was 9 in a paint shaker. The aluminum hydroxide A was pulverized by stirring and mixing for a period of time. Thereafter, the obtained dispersion was filtered, and the filtered material was thoroughly dried by heating at 120° C. to obtain aluminum hydroxide B. Ground powder (non-spherical particles).
·Aluminum hydroxide C (Production Example 2): Aluminum hydroxide C was produced in the same manner as in Production Example 1, except that the stirring and mixing treatment time of the paint shaker in Production Example 1 was changed to 6 hours. Ground powder (non-spherical particles).
· Aluminum hydroxide D (Production Example 3): Aluminum hydroxide D was produced in the same manner as in Production Example 1, except that the stirring and mixing treatment time of the paint shaker in Production Example 1 was changed to 3 hours. Ground powder (non-spherical particles).
· Aluminum hydroxide E (manufacturing example 4): 100 parts of aluminum hydroxide A was charged into a stainless steel beaker and heat-treated at 235°C for 6 hours while stirring to prepare aluminum hydroxide E. The weight reduction rate of aluminum hydroxide due to the heat treatment was 5.8%. In addition, a strong diffraction pattern derived from boehmite was confirmed at 2θ=about 14.5 degrees by powder X-ray diffraction (XRD) measurement, and the boehmite conversion rate was about 25%. It is known that when aluminum hydroxide is partially converted to boehmite by heating, the conversion occurs mainly on the surface of the particles, and it can be assumed that the surface of the particles of aluminum hydroxide E is boehmite. Non-spherical particles.
Aluminum hydroxide F (Production Example 5): Aluminum hydroxide F was produced in the same manner as in Production Example 1, except that aluminum hydroxide A in Production Example 1 was changed to aluminum hydroxide E. Ground powder (non-spherical particles).

<熱伝導性無機粒子(A)の評価>
水酸化アルミニウムA~Fの平均一次粒子径、含水量Ay、比表面積Ax、D50、疎水化度を表1に示す。
[平均一次粒子径]
熱伝導性無機粒子(A)の平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡の拡大画像から50粒子を選択して測長し、平均値を算出した。なお、粒子画像が例えば楕円形である場合、長軸と短軸の平均値の長さを使用する。
[含水量]
熱伝導性無機粒子(A)の含水量は、カールフィッシャー型水分計(三菱化学アナリテック社製「CA-200」、電量法測定)を用いて測定した。熱伝導性無機粒子(A)1~2gを量り取り、140℃で加熱し、気化した水分量を測定した。なお、熱伝導性無機粒子(A)を表面処理する場合には、表面処理直前に測定を行った。
[疎水化度]
熱伝導性無機粒子(A)の疎水化度は、メタノールウェッタビリティ試験を行うことにより得た。具体的には、25℃下、500mL容器に熱伝導性無機粒子(A)を0.5gとイオン交換水50mLを入れ、スターラーにより攪拌しているところへメタノールを滴下し、熱伝導性無機粒子(A)の全量がイオン交換水に懸濁されたときの滴下量を求めた。そして、次の式により算出した。なお、ここで言う熱伝導性無機粒子(A)の全量がイオン交換水に懸濁されたときとは、スターラーによる攪拌を止めたときに液面に再度浮遊する無機粒子がほぼ無い状態を表す。
疎水化度(%)=メタノール滴下量(mL)×100/(メタノール滴下量(mL)+イオン交換水量(mL))
[比表面積]
熱伝導性無機粒子(A)の比表面積は、Macsorb HM model-1220(Mountech社製)を用いて測定を行い、窒素ガス吸着法によるBET比表面積として得た。
[粉体粒度D50]
熱伝導性無機粒子(A)の粉体粒度D50は、島津製作所社製のレーザー回折式粒子径分布測定装置SALD-2300を用いて乾式で測定した。熱伝導性無機粒子(A)の屈折率は、熱伝導性無機粒子(A)の屈折率文献値とし、例えば酸化アルミニウムでは屈折率パラメータを1.70-0.10iとして解析を実施した。測定結果から積算(累積)質量百分率で積算値50%の粒度(メディアン径)を算出し、粉末の平均粒子径D50とした。
<Evaluation of Thermally Conductive Inorganic Particles (A)>
Table 1 shows the average primary particle size, water content Ay, specific surface area Ax, D50, and hydrophobicity of aluminum hydroxides A to F.
[Average primary particle size]
The average primary particle size of the thermally conductive inorganic particles (A) was determined by measuring the length of 50 particles selected from an enlarged image of a scanning electron microscope, and calculating the average value. If the particle image is elliptical, for example, the average length of the major axis and the minor axis is used.
[Water content]
The water content of the thermally conductive inorganic particles (A) was measured using a Karl Fischer moisture meter (“CA-200” manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd., coulometric measurement). 1 to 2 g of the thermally conductive inorganic particles (A) were weighed and heated at 140° C. to measure the amount of vaporized water. When the thermally conductive inorganic particles (A) were surface-treated, the measurement was performed immediately before the surface treatment.
[Hydrophobicity]
The degree of hydrophobicity of the thermally conductive inorganic particles (A) was obtained by conducting a methanol wettability test. Specifically, 0.5 g of the thermally conductive inorganic particles (A) and 50 mL of ion-exchanged water are placed in a 500 mL container at 25 ° C., methanol is added dropwise to the stirring with a stirrer, and the thermally conductive inorganic particles are The dropping amount when the entire amount of (A) was suspended in ion-exchanged water was determined. Then, it was calculated by the following formula. Here, when the entire amount of the thermally conductive inorganic particles (A) is suspended in the ion-exchanged water, it means that there are almost no inorganic particles resuspended on the liquid surface when the stirring by the stirrer is stopped. .
Hydrophobicity (%) = methanol drop amount (mL) x 100/(methanol drop amount (mL) + ion exchange water amount (mL))
[Specific surface area]
The specific surface area of the thermally conductive inorganic particles (A) was measured using Macsorb HM model-1220 (manufactured by Mounttech) and obtained as the BET specific surface area by the nitrogen gas adsorption method.
[Powder particle size D50]
The powder particle size D50 of the thermally conductive inorganic particles (A) was measured in a dry manner using a laser diffraction particle size distribution analyzer SALD-2300 manufactured by Shimadzu Corporation. The refractive index of the thermally conductive inorganic particles (A) was the documented refractive index value of the thermally conductive inorganic particles (A). For example, for aluminum oxide, the analysis was performed with the refractive index parameter set to 1.70-0.10i. From the measurement results, the particle size (median diameter) at an integrated value of 50% was calculated from the integrated (accumulated) mass percentage, and was defined as the average particle diameter D50 of the powder.

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<表面処理剤(シラン化合物等)>
・ジメチルジメトキシシラン
・n-プロピルトリメトキシシラン
・ヘキシルトリメトキシシラン
・ヘキシルトリエトキシシラン
・オクチルトリエトキシシラン
・デシルトリメトキシシラン
・ヘキサデシルトリメトキシシラン
・ジメトキシジフェニルシラン
・3-アミノプロピルトリメトキシシラン
・3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物
・3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン
・TC-1040(マツモトファインケミカル社製、リン酸エステルチタン錯体)
<Surface treatment agent (silane compound, etc.)>
・dimethyldimethoxysilane ・n-propyltrimethoxysilane ・hexyltrimethoxysilane ・hexyltriethoxysilane ・octyltriethoxysilane ・decyltrimethoxysilane ・hexadecyltrimethoxysilane ・dimethoxydiphenylsilane ・3-aminopropyltrimethoxysilane ・3-trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride/3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane/TC-1040 (manufactured by Matsumoto Fine Chemicals Co., Ltd., phosphate ester titanium complex)

<表面処理無機粒子(D)等の調製>
[実施例1(製造例p1-1)]
ステンレス容器にイソプロピルアルコール50部とヘキシルトリエトキシシラン0.08部を仕込み、ディスパーで撹拌して充分に溶解させた。その後、ディスパー撹拌下、酸化アルミニウムAを99.92部仕込み、温度70℃下2時間混合処理を行ってスラリーを作製した。
得られたスラリーを取出し、乾燥機に移して、常圧下80℃で2時間乾燥した後、減圧下100℃で2時間乾燥し、表面処理無機粒子(D)を作製した。得られた表面処理無機粒子は含水量0.01%、疎水化度84%、粒子のpH8.8、粉体粒度D50が48μm、嵩密度1.8g/mLだった。
<Preparation of surface-treated inorganic particles (D), etc.>
[Example 1 (manufacturing example p1-1)]
50 parts of isopropyl alcohol and 0.08 part of hexyltriethoxysilane were placed in a stainless steel vessel and stirred with a disper to fully dissolve them. Thereafter, 99.92 parts of aluminum oxide A was charged under disper stirring, and mixed at a temperature of 70° C. for 2 hours to prepare a slurry.
The obtained slurry was taken out, transferred to a dryer, dried at 80° C. under normal pressure for 2 hours, and then dried at 100° C. under reduced pressure for 2 hours to prepare surface-treated inorganic particles (D). The resulting surface-treated inorganic particles had a water content of 0.01%, a hydrophobization degree of 84%, a particle pH of 8.8, a powder particle size D50 of 48 μm, and a bulk density of 1.8 g/mL.

[実施例2~8、12]
実施例1の材料およびその使用量を表2Aに記載した通りに変更した以外は、実施例1と同様に行い実施例2~8、12の表面処理無機粒子(D)をそれぞれ作製した。
[Examples 2 to 8, 12]
Surface-treated inorganic particles (D) of Examples 2 to 8 and 12 were produced in the same manner as in Example 1, except that the materials and amounts used in Example 1 were changed as shown in Table 2A.

[実施例9]
ステンレス容器に酢酸3-メトキシブチル50部とヘキシルトリエトキシシラン1部を仕込み、ディスパーで撹拌して充分に溶解させた。その後、ディスパー撹拌下、酸化アルミニウムCを99部仕込み、温度70℃下2時間混合処理を行ってスラリーを作製した。
得られたスラリーを取出し、乾燥機に移して、減圧下120℃で5時間乾燥し、表面処理無機粒子(D)を製造した。
[Example 9]
50 parts of 3-methoxybutyl acetate and 1 part of hexyltriethoxysilane were placed in a stainless steel vessel and thoroughly dissolved by stirring with a disper. After that, 99 parts of aluminum oxide C was charged under disper stirring, and mixed at a temperature of 70° C. for 2 hours to prepare a slurry.
The resulting slurry was taken out, transferred to a dryer, and dried at 120° C. under reduced pressure for 5 hours to produce surface-treated inorganic particles (D).

[実施例10]
ステンレス容器にイソプロピルアルコール50部とヘキシルトリエトキシシラン1部を仕込み、ディスパーで撹拌して充分に溶解させた。その後、ディスパー撹拌下、水酸化アルミニウムAを99部仕込み、温度70℃下2時間混合処理を行ってスラリーを作製した。
得られたスラリーを取出し、乾燥機に移して、常圧下80℃で2時間乾燥した後、減圧下100℃で2時間乾燥し、表面処理無機粒子(D)を製造した。
[Example 10]
50 parts of isopropyl alcohol and 1 part of hexyltriethoxysilane were placed in a stainless steel vessel and stirred with a disper to fully dissolve them. After that, 99 parts of aluminum hydroxide A was charged under disper stirring, and mixed at a temperature of 70° C. for 2 hours to prepare a slurry.
The resulting slurry was taken out, transferred to a dryer, dried at 80° C. under normal pressure for 2 hours, and then dried at 100° C. under reduced pressure for 2 hours to produce surface-treated inorganic particles (D).

[実施例11]
プラスチック容器にヘキシルトリエトキシシラン10部、水9部、イソプロピルアルコール81部を仕込み、ディスパーで攪拌して充分に溶解させてシラン溶液を調製した。
次いで、プラネタリーミキサー(ハイビスミックス2P-03、プライミクス社製)に水酸化アルミニウムAを99部仕込み、20rpm攪拌下、調製したシラン溶液10部を20分間かけて滴下した後、充分に均質になるよう2時間攪拌を継続した。得られた混合物を取出し、乾燥機に移して、常圧下80℃で2時間乾燥した後、減圧下100℃で2時間乾燥し、表面処理無機粒子(D)を製造した。
[Example 11]
A plastic container was charged with 10 parts of hexyltriethoxysilane, 9 parts of water, and 81 parts of isopropyl alcohol, and stirred with a disper to fully dissolve them, thereby preparing a silane solution.
Next, 99 parts of aluminum hydroxide A was charged into a planetary mixer (Hibismix 2P-03, manufactured by Primix), and 10 parts of the prepared silane solution was added dropwise over 20 minutes while stirring at 20 rpm. Stirring was continued for 2 hours. The resulting mixture was taken out, transferred to a dryer, dried at 80° C. under normal pressure for 2 hours, and then dried at 100° C. under reduced pressure for 2 hours to produce surface-treated inorganic particles (D).

[実施例13]
ステンレス容器にイソプロピルアルコール50部とヘキシルトリメトキシシラン1.2部を仕込み、ディスパーで撹拌して充分に溶解させた。その後、ディスパー撹拌下、水酸化アルミニウムBを98.8部仕込み、温度70℃下2時間混合処理を行ってスラリーを作製した。
得られたスラリーを取出し、乾燥機に移して、常圧下90℃で2時間乾燥した後、減圧下100℃で2時間乾燥し、表面処理無機粒子(D)を作製した。得られた表面処理無機粒子は含水量0.19%、疎水化度69%、粒子のpH8.6、粉体粒度D50が1.9μm、嵩密度0.7g/mLだった。
[Example 13]
50 parts of isopropyl alcohol and 1.2 parts of hexyltrimethoxysilane were placed in a stainless steel vessel and stirred with a disper to fully dissolve them. Thereafter, 98.8 parts of aluminum hydroxide B was charged under disper stirring, and mixed at a temperature of 70° C. for 2 hours to prepare a slurry.
The obtained slurry was taken out, transferred to a dryer, dried at 90° C. under normal pressure for 2 hours, and then dried at 100° C. under reduced pressure for 2 hours to prepare surface-treated inorganic particles (D). The resulting surface-treated inorganic particles had a water content of 0.19%, a hydrophobicity of 69%, a particle pH of 8.6, a powder particle size D50 of 1.9 μm, and a bulk density of 0.7 g/mL.

[実施例14~20]
実施例13の材料およびその使用量を表2Cに記載した通りに変更した以外は、実施例13と同様に行い実施例14~20の表面処理無機粒子(D)をそれぞれ作製した。
[Examples 14 to 20]
Surface-treated inorganic particles (D) of Examples 14 to 20 were produced in the same manner as in Example 13, except that the materials and amounts used in Example 13 were changed as shown in Table 2C.

[実施例21]
実施例11の材料およびその使用量を表2Cに記載した通りに変更した以外は、実施例11と同様に行い実施例21の表面処理無機粒子(D)を得た。
[Example 21]
Surface-treated inorganic particles (D) of Example 21 were obtained in the same manner as in Example 11, except that the materials and amounts used in Example 11 were changed as shown in Table 2C.

[比較例1,4~9]
実施例1の材料およびその使用量を表2A、2Cに記載した通りに変更した以外は、実施例1と同様に行い比較例1、4~9の表面処理無機粒子をそれぞれ製造した。
[Comparative Examples 1, 4 to 9]
Surface-treated inorganic particles of Comparative Examples 1 and 4 to 9 were produced in the same manner as in Example 1, except that the materials and amounts used in Example 1 were changed as shown in Tables 2A and 2C.

[比較例2]
ステンレス容器にイソプロピルアルコール40部とヘキシルトリメトキシシラン5部を仕込み、ディスパーで撹拌して充分に溶解させた。その後、ディスパー撹拌下、酸化アルミニウムCを95部仕込み、温度70℃下1時間混合処理を行ってスラリーを製造した。得られたスラリーを取出し、乾燥機に移して、200℃で3時間加熱乾燥した後、減圧下120℃で2時間乾燥し、表面処理無機粒子を作製した。得られた表面処理無機粒子は非常に硬く、粉末状に解すことは困難な状態だった。過剰量のシラン化合物が酸化アルミニウムCの粒子間を強固に固着したためだと推測できる。なお、比較例3は、酸化アルミニウムCに対して表面処理を行わずにそのまま用いた。
[Comparative Example 2]
40 parts of isopropyl alcohol and 5 parts of hexyltrimethoxysilane were placed in a stainless steel container and stirred with a disper to dissolve them sufficiently. Thereafter, 95 parts of aluminum oxide C was charged under disper stirring, and mixed at a temperature of 70° C. for 1 hour to produce a slurry. The obtained slurry was taken out, transferred to a dryer, dried by heating at 200° C. for 3 hours, and then dried at 120° C. under reduced pressure for 2 hours to prepare surface-treated inorganic particles. The obtained surface-treated inorganic particles were very hard and difficult to pulverize. It can be inferred that this is because the particles of the aluminum oxide C were firmly fixed by an excessive amount of the silane compound. In Comparative Example 3, the aluminum oxide C was used as it was without surface treatment.

<表面処理無機粒子(D)等の評価>
[含水量]
表面処理無機粒子(D)の含水量は、カールフィッシャー型水分計(三菱化学アナリテック社製「CA-200」、電量法測定)を用いて測定した。サンプル3~4gを140℃で加熱し、気化した水分量を測定した。
[疎水化度]
表面処理無機粒子(D)の疎水化度は、熱伝導性無機粒子(A)と同様の方法で行った。[pH]
表面処理無機粒子(D)のpHは、IPA:水=1:1の混合溶液中に表面処理無機粒子(D)を1質量%となるように添加した後、超音波分散機(発信周波数40kHz、出力130W)で10分間処理したときの、温度25℃下におけるpHを求めた。
[比表面積]
表面処理無機粒子(D)の比表面積は、熱伝導性無機粒子(A)と同様の方法により測定することにより求めた。
[粉体粒度D50]
表面処理無機粒子(D)の粉体粒度D50は、熱伝導性無機粒子(A)と同様の方法により測定した。表面処理無機粒子(D)の屈折率は、熱伝導性無機粒子(A)の屈折率の文献値とした。
[嵩密度]
表面処理無機粒子(D)の嵩密度は、スコットボリュームメータ(筒井理化学器械社製ASTM-B-329-98型)を用いて測定した。表面処理無機粒子(D)粉末をふるい(75φ×20mm、目開き2000μm)を介して、上部よりステンレス製試料容器からあふれ出るまで投入し、あふれたら直ちにスライドグラスを用いて過量分をすり落とし、その質量を秤量した。次の計算式により、嵩密度を算出した。
嵩密度(g/mL)=(測定した質量(g))÷(試料容器密度(25mL))
<Evaluation of surface-treated inorganic particles (D), etc.>
[Water content]
The water content of the surface-treated inorganic particles (D) was measured using a Karl Fischer moisture meter (“CA-200” manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd., coulometric measurement). A sample of 3 to 4 g was heated at 140° C. and the amount of vaporized water was measured.
[Hydrophobicity]
The hydrophobicity of the surface-treated inorganic particles (D) was determined in the same manner as for the thermally conductive inorganic particles (A). [pH]
The pH of the surface-treated inorganic particles (D) was determined by adding the surface-treated inorganic particles (D) to a mixed solution of IPA:water = 1:1 so that the surface-treated inorganic particles (D) became 1% by mass, and then using an ultrasonic disperser (transmission frequency: 40 kHz). , output 130 W) for 10 minutes, and the pH was determined at a temperature of 25°C.
[Specific surface area]
The specific surface area of the surface-treated inorganic particles (D) was determined by the same method as for the thermally conductive inorganic particles (A).
[Powder particle size D50]
The powder particle size D50 of the surface-treated inorganic particles (D) was measured by the same method as for the thermally conductive inorganic particles (A). The refractive index of the surface-treated inorganic particles (D) was the literature value of the refractive index of the thermally conductive inorganic particles (A).
[The bulk density]
The bulk density of the surface-treated inorganic particles (D) was measured using a Scott volume meter (ASTM-B-329-98 model manufactured by Tsutsui Rikagaku Kikai Co., Ltd.). The surface-treated inorganic particles (D) powder was put through a sieve (75φ×20 mm, opening 2000 μm) from the top until it overflowed from the stainless steel sample container, and when it overflowed, the excess amount was immediately scraped off using a slide glass. Its mass was weighed. The bulk density was calculated by the following formula.
Bulk density (g/mL) = (measured mass (g)) ÷ (sample container density (25 mL))

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実施例1~21の表面処理無機粒子(D)は、いずれも含水量が0.2質量%以下、疎水化度35~95%の範囲内であり、表面処理無機粒子(D)100質量部に対する前記シラン化合物の量が0.05~3質量部の範囲内であった。
一方、チタネート系の表面処理剤を用いた比較例1の無機粒子は、含水量が0.15%、疎水化度が20%、pH7.2であった。また、各種シラン化合物を用いた比較例4~7、9の表面処理無機粒子は、疎水化度が0%であった。比較例4,5の表面処理無機粒子は、数mmの砕きにくい大きな塊状の粒子が生成しており、全体を均質に解すことが困難であった。
The surface-treated inorganic particles (D) of Examples 1 to 21 all have a water content of 0.2% by mass or less and a degree of hydrophobicity within the range of 35 to 95%, and the surface-treated inorganic particles (D) are 100 parts by mass. The amount of the silane compound was within the range of 0.05 to 3 parts by mass.
On the other hand, the inorganic particles of Comparative Example 1 using a titanate-based surface treatment agent had a water content of 0.15%, a hydrophobicity of 20%, and a pH of 7.2. The surface-treated inorganic particles of Comparative Examples 4 to 7 and 9 using various silane compounds had a degree of hydrophobicity of 0%. In the surface-treated inorganic particles of Comparative Examples 4 and 5, large, hard-to-crush aggregate particles of several millimeters were formed, and it was difficult to disaggregate them uniformly.

[実施例13,14,19~20、比較例7、8]
表面処理無機粒子(D)等の加熱重量減少率試験および疎水化度の結果を図2Eに示す。加熱重量減少率試験は、以下の方法により行った。疎水化度は前述の通りである。加熱重量減少率試験は、熱伝導性無機粒子(A)の加熱重量減少率をA1、この熱伝導性無機粒子(A)を表面処理して得た表面処理無機粒子(D)の加熱重量減少率をD1とし、D1とA1の差を評価することにより行った。
加熱重量減少率A1及びD1は、熱重量測定計を用いて計測した重量減少量から算出した。熱重量測定計(示差熱-熱重量同時測定装置(Thermo plus EVO2 TG-DTA8122、リガク社製))の重量減少量は、サンプル5mgを、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分で40℃から140℃まで昇温し、140℃で5分間保持した後、さらに昇温速度10℃/分で300℃まで昇温したときの、240℃到達時点での値である。その評価結果を表2Eに示す。
評価基準は以下の通りとした。
++:(A1-D1)が0.8%以上(良好)。
+:(A1-D1)が0.5%以上0.8%未満(可)。
NG:(A1-D1)が0.5%未満(不良)。
[Examples 13, 14, 19 to 20, Comparative Examples 7 and 8]
FIG. 2E shows the results of the heating weight loss rate test and hydrophobicity of the surface-treated inorganic particles (D) and the like. The heat weight loss rate test was performed by the following method. Hydrophobicity is as described above. In the heating weight loss rate test, the heating weight loss rate of the thermally conductive inorganic particles (A) is A1, and the heating weight loss of the surface-treated inorganic particles (D) obtained by surface-treating the thermally conductive inorganic particles (A). The rate was set to D1, and the difference between D1 and A1 was evaluated.
Heating weight loss rates A1 and D1 were calculated from weight loss amounts measured using a thermogravimetric meter. The weight loss of a thermogravimetric meter (differential thermal-thermogravimetric simultaneous measurement device (Thermo plus EVO2 TG-DTA8122, manufactured by Rigaku)) was measured by heating 5 mg of a sample to 40°C at a heating rate of 10°C/min in a nitrogen atmosphere. to 140° C., maintained at 140° C. for 5 minutes, and then further heated to 300° C. at a rate of temperature increase of 10° C./min. The evaluation results are shown in Table 2E.
The evaluation criteria were as follows.
++: (A1-D1) is 0.8% or more (good).
+: (A1-D1) is 0.5% or more and less than 0.8% (acceptable).
NG: (A1-D1) is less than 0.5% (defective).

Figure 0007198398000006
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実施例13、14,21、比較例7、8は、いずれも熱伝導性無機粒子(A)として水酸化アルミニウムBを用いて得た表面処理無機粒子である。また、実施例19、実施例20は、それぞれ水酸化アルミニウムE、Fの表面処理前後での比較である。これらの結果から、一般式(1)のシラン化合物で疎水化度35%以上となるように表面処理することにより、良好な加熱重量減少率試験結果が得られることが分かる。その理由は推測の域を出ないが、表面処理層の存在により、熱伝導性無機粒子(A)の化学構造内に含まれる水分の放出が抑制されたためだと考えられる。 Examples 13, 14, 21 and Comparative Examples 7, 8 are surface-treated inorganic particles obtained by using aluminum hydroxide B as the thermally conductive inorganic particles (A). Further, Examples 19 and 20 are comparisons before and after the surface treatment of aluminum hydroxides E and F, respectively. From these results, it can be seen that good heat weight loss rate test results can be obtained by surface treatment with the silane compound of general formula (1) so that the degree of hydrophobicity is 35% or more. The reason for this is speculative, but it is believed that the presence of the surface treatment layer inhibited the release of water contained in the chemical structure of the thermally conductive inorganic particles (A).

<分散剤(B)>
・分散剤1B:エスリーム221P(日油社製)。酸性分散剤(有効成分100%)、重量平均分子量610、酸価170mgKOH/g、含水量0.8%。
・分散剤1C:合成品B1(合成例1-1、有効成分100%)、ポリエステル構造を有する高分子。数平均分子量2430、重量平均分子量3590、酸価49mgKOH/g、含水量0.01%、水を除く活性水素を有する分子量500以下の化合物の含有量が0%。
・分散剤1E:Solsperse21000(ルーブリゾール社製)、ポリエステル構造を有する高分子。12-ヒドロキシステアリン酸の多量体(有効成分100%)、重量平均分子量2500、酸価74mgKOH/g、含水量0.16%。
・分散剤1F:Spredox D-331(DOXA社製)。アミン系官能基を有するポリエーテル化合物(有効成分100%)、重量平均分子量23000、酸価12mgKOH/g、アミン価28mgKOH/g、含水量0.2%。
・分散剤2A:合成品B1(合成例1-1、有効成分100%)、分散剤1Cと同じ。
・分散剤2B:合成品B2(合成例1-2、有効成分100%)、ポリエーテル構造を有する高分子。数平均分子量1600、重量平均分子量2440、酸価99mgKOH/g、含水量0.01%、水を除く活性水素を有する分子量500以下の化合物の含有量が0.5%。
・分散剤2C:合成品B3(合成例1-3、有効成分100%)、ポリエステル構造を有する高分子。数平均分子量1420、重量平均分子量1640、酸価93mgKOH/g、含水量0.01%、水を除く活性水素を有する分子量500以下の化合物の含有量が0.8%。
・分散剤2D:エスリームC-2093I(日油社製、有効成分100%)、エチレングリコールユニットを有するウレタンアクリレート系高分子。重量平均分子量1800、酸価105mgKOH/g、含水量0.1%。
・分散剤2E:アジスパーPB821(味の素ファインテクノ社製)、ポリエステル構造を有する高分子。主鎖ポリアリルアミン、側鎖ポリカプロラクトンの共重合体。重量平均分子量50000、酸価17mgKOH/g、アミン価10mgKOH/g、含水量0.97%。
・分散剤2H:マリアリムSC-0505K(日油社製)、側鎖にポリエーテル構造を有するビニル系高分子。(無水)マレイン酸単位および(ポリ)アルキレンオキシ基含有アリルエーテル単位を有する共重合体(有効成分100%)。重量平均分子量10000、酸価155mgKOH/g、含水量0.02%。
・分散剤2I:Solsperse24000GR(ルーブリゾール社製)、ポリエステル構造を有する高分子。主鎖ポリエチレンイミン、側鎖12-ヒドロキシステアリン酸の共重合体(有効成分100%)、重量平均分子量5900、酸価25mgKOH/g、アミン価40mgKOH/g、含水量1%。
・分散剤2M:EFKA PX-4701(BASF社製)、側鎖にポリエーテル構造を有するビニル系高分子。塩基性官能基としてピリジンを有するアクリル樹脂(有効成分100%)、重量平均分子量23000、酸価0mgKOH/g、アミン価40mgKOH/g、含水量0.2%。
・分散剤2P:Joncryl682(BASF社製)。スチレン-アクリル系共重合体(有効成分100%)、重量平均分子量1700、酸価238mgKOH/g、含水量0.38%。
・分散剤4F:ARUFON UH-2000(東亞合成社製)。アクリル系ポリマー(有効成分100%)、重量平均分子量11000、酸価0mgKOH/g、水酸基価20mgKOH/g、含水量0.02%。
なお、分散剤2A~2E、2H、2I及び2Pは、カルボキシル基を有する分散剤である。また、分散剤2A~2E、2H、2I、2M、2P及び4Fにおいて、アミン価について記載のない分散剤のアミン価は、全て0である。
<Dispersant (B)>
- Dispersant 1B: ESLIM 221P (manufactured by NOF CORPORATION). Acid dispersant (100% active ingredient), weight average molecular weight 610, acid value 170 mgKOH/g, water content 0.8%.
Dispersant 1C: Synthetic product B1 (Synthesis Example 1-1, active ingredient 100%), a polymer having a polyester structure. A number average molecular weight of 2430, a weight average molecular weight of 3590, an acid value of 49 mgKOH/g, a water content of 0.01%, and a content of compounds having a molecular weight of 500 or less and having active hydrogen excluding water is 0%.
Dispersant 1E: Solsperse 21000 (manufactured by Lubrizol), a polymer having a polyester structure. Polymer of 12-hydroxystearic acid (100% active ingredient), weight average molecular weight 2500, acid value 74 mgKOH/g, water content 0.16%.
- Dispersant 1F: Spredox D-331 (manufactured by DOXA). Polyether compound having amine functional group (100% active ingredient), weight average molecular weight 23000, acid value 12 mgKOH/g, amine value 28 mgKOH/g, water content 0.2%.
Dispersant 2A: Synthetic product B1 (Synthesis Example 1-1, active ingredient 100%), same as Dispersant 1C.
Dispersant 2B: Synthetic product B2 (Synthesis Example 1-2, active ingredient 100%), a polymer having a polyether structure. A number average molecular weight of 1600, a weight average molecular weight of 2440, an acid value of 99 mgKOH/g, a water content of 0.01%, and a content of compounds having a molecular weight of 500 or less having active hydrogen excluding water of 0.5%.
Dispersant 2C: Synthetic product B3 (Synthesis Example 1-3, active ingredient 100%), a polymer having a polyester structure. A number average molecular weight of 1420, a weight average molecular weight of 1640, an acid value of 93 mgKOH/g, a water content of 0.01%, and a content of compounds having a molecular weight of 500 or less having active hydrogen excluding water of 0.8%.
• Dispersant 2D: ESLIM C-2093I (manufactured by NOF Corporation, 100% active ingredient), a urethane acrylate polymer having an ethylene glycol unit. Weight average molecular weight 1800, acid value 105 mgKOH/g, water content 0.1%.
Dispersant 2E: Ajisper PB821 (manufactured by Ajinomoto Fine-Techno Co., Inc.), a polymer having a polyester structure. Copolymer of main chain polyallylamine and side chain polycaprolactone. Weight average molecular weight 50000, acid value 17 mgKOH/g, amine value 10 mgKOH/g, water content 0.97%.
Dispersant 2H: Marialim SC-0505K (manufactured by NOF Corporation), a vinyl polymer having a polyether structure in the side chain. A copolymer having (anhydrous) maleic acid units and (poly)alkyleneoxy group-containing allyl ether units (100% active ingredient). Weight average molecular weight 10000, acid value 155 mgKOH/g, water content 0.02%.
Dispersant 2I: Solsperse 24000GR (manufactured by Lubrizol), a polymer having a polyester structure. Main chain polyethyleneimine, side chain 12-hydroxystearic acid copolymer (100% active ingredient), weight average molecular weight 5900, acid value 25 mgKOH/g, amine value 40 mgKOH/g, water content 1%.
Dispersant 2M: EFKA PX-4701 (manufactured by BASF), a vinyl polymer having a polyether structure in the side chain. Acrylic resin having pyridine as a basic functional group (100% active ingredient), weight average molecular weight 23000, acid value 0 mgKOH/g, amine value 40 mgKOH/g, water content 0.2%.
- Dispersant 2P: Joncryl682 (manufactured by BASF). Styrene-acrylic copolymer (active ingredient 100%), weight average molecular weight 1700, acid value 238 mgKOH/g, water content 0.38%.
- Dispersant 4F: ARUFON UH-2000 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.). Acrylic polymer (active ingredient 100%), weight average molecular weight 11000, acid value 0 mgKOH/g, hydroxyl value 20 mgKOH/g, water content 0.02%.
Dispersants 2A to 2E, 2H, 2I and 2P are dispersants having carboxyl groups. Further, in the dispersants 2A to 2E, 2H, 2I, 2M, 2P and 4F, the amine value of the dispersants not described is 0.

<分散剤(B)の合成>
[合成例1-1]:合成品B1
ガス導入管、温度計、コンデンサ、攪拌機を備えた反応容器に、1-ドデカノール62.6部、ε-カプロラクトン287.4部、触媒としてモノブチルスズ(IV)オキシド0.1部を仕込み、窒素ガスで置換した後、120℃で4時間加熱、撹拌した。固形分測定により98%が反応した事を確認した後、ここに無水ピロメリット酸36.6部を加え、100℃で5時間反応させ、酸価の測定で97%以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認して反応を終了した。得られた合成品B1は25℃でロウ状固体であり、数平均分子量2430、重量平均分子量3590、酸価49mgKOH/gであった。
<Synthesis of Dispersant (B)>
[Synthesis Example 1-1]: Synthetic Product B1
62.6 parts of 1-dodecanol, 287.4 parts of ε-caprolactone, and 0.1 part of monobutyltin (IV) oxide as a catalyst were charged into a reaction vessel equipped with a gas inlet tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer, and nitrogen gas was added. and then heated and stirred at 120° C. for 4 hours. After confirming that 98% of the acid anhydride has reacted by solid content measurement, 36.6 parts of pyromellitic anhydride is added thereto and allowed to react at 100°C for 5 hours. After confirmation of esterification, the reaction was terminated. The resulting synthetic product B1 was a waxy solid at 25° C. and had a number average molecular weight of 2430, a weight average molecular weight of 3590 and an acid value of 49 mgKOH/g.

[合成例1-2]:合成品B2
ガス導入管、温度計、コンデンサ、攪拌機を備えた反応容器に、1-ドデカノール20.07部、ε-カプロラクトン79.93部、触媒としてモノブチルスズ(IV)オキシド0.1部を仕込み、窒素ガスで置換した後、120℃で4時間加熱、撹拌した。固形分測定により98%が反応した事を確認した後、ここにトリメリット酸無水物20.70部を加え、130℃で4時間反応させ、酸価の測定で97%以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認して反応を終了した。得られた合成品B2は25℃でロウ状固体であり、数平均分子量1600、重量平均分子量2440、酸価99mgKOH/gであった。
[Synthesis Example 1-2]: Synthetic Product B2
20.07 parts of 1-dodecanol, 79.93 parts of ε-caprolactone, and 0.1 part of monobutyltin (IV) oxide as a catalyst were charged into a reaction vessel equipped with a gas inlet tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer, and nitrogen gas was added. and then heated and stirred at 120° C. for 4 hours. After confirming that 98% had reacted by solid content measurement, 20.70 parts of trimellitic anhydride was added thereto and allowed to react at 130°C for 4 hours. After confirming half-esterification, the reaction was terminated. The resulting synthetic product B2 was a waxy solid at 25° C. and had a number average molecular weight of 1600, a weight average molecular weight of 2440 and an acid value of 99 mgKOH/g.

[合成例1-3]:合成品B3
ガス導入管、温度計、コンデンサ、攪拌機を備えた反応容器に、ユニオックスM1000(日油社製、ポリオキシエチレンモノメチルエーテル、数平均分子量1000)100.0部、トリメリット酸無水物19.21部を加え、130℃で4時間反応させ、酸価の測定で97%以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認して反応を終了した。得られた合成品B3は25℃でジェル状の柔らかい固体であり、数平均分子量1420、重量平均分子量1640、酸価93mgKOH/gであった。
[Synthesis Example 1-3]: Synthetic Product B3
In a reaction vessel equipped with a gas inlet tube, a thermometer, a condenser and a stirrer, Uniox M1000 (manufactured by NOF Corporation, polyoxyethylene monomethyl ether, number average molecular weight 1000) 100.0 parts, trimellitic anhydride 19.21 and reacted at 130° C. for 4 hours. After confirming that 97% or more of the acid anhydride was half-esterified by measuring the acid value, the reaction was terminated. The resulting synthetic product B3 was a gel-like soft solid at 25° C. and had a number average molecular weight of 1420, a weight average molecular weight of 1640 and an acid value of 93 mgKOH/g.

<分散剤(B)の評価>
実施例で使用した分散剤の評価は、含水量、酸価、アミン価、分子量分布を測定することにより行った。
[含水量]
分散剤(B)の含水量は、熱伝導性無機粒子(A)と同様の方法により求めた。なお、分散剤(B)の含水量は、無機粒子含有組成物を作製する直前に測定を行った。
[酸価]
分散剤(B)の酸価は、サンプル溶液0.5~1gに、アセトン80mLおよび水10mLを加えて攪拌して均一に溶解させ、0.1mol/LのKOH水溶液を滴定液として、自動滴定装置(「COM-555」平沼産業製)を用いて滴定し、サンプル溶液の酸価(mgKOH/g)を測定した。そして、サンプル溶液の酸価とサンプル溶液の固形分濃度から、サンプルの固形分あたりの酸価を算出した。
[アミン価]
分散剤(B)のアミン価は、ASTMD 2074の方法に準拠し、測定した全アミン価(mgKOH/g)を固形分換算した値である。
[分子量分布]
分散剤(B)の分子量分布は、RI検出器を装備したゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で数平均分子量(Mn)および重量平均分子量(Mw)を測定し、求めた。装置としてHLC-8220GPC(東ソー株式会社製)を用い、分離カラムを2本直列に繋ぎ、両方の充填剤には「TSK-GEL SUPER HZM-N」を2連でつなげて使用し、オーブン温度40℃、溶離液としてTHFを用い、流速0.35mL/minで測定した。サンプルは濃度1mass%となるようTHFに溶解し、20マイクロリットル注入した。分子量はいずれもポリスチレン換算値である。
<Evaluation of Dispersant (B)>
The dispersants used in the examples were evaluated by measuring their water content, acid value, amine value and molecular weight distribution.
[Water content]
The water content of the dispersant (B) was determined by the same method as for the thermally conductive inorganic particles (A). The water content of the dispersant (B) was measured immediately before preparing the inorganic particle-containing composition.
[Acid value]
The acid value of the dispersing agent (B) is obtained by adding 80 mL of acetone and 10 mL of water to 0.5 to 1 g of the sample solution, stirring and uniformly dissolving, and using a 0.1 mol / L KOH aqueous solution as a titrant, automatic titration. An apparatus (“COM-555” manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.) was used for titration to measure the acid value (mgKOH/g) of the sample solution. Then, the acid value per solid content of the sample was calculated from the acid value of the sample solution and the solid content concentration of the sample solution.
[Amine value]
The amine value of the dispersant (B) is a value obtained by converting the total amine value (mgKOH/g) measured according to ASTM D 2074 into solid content.
[Molecular weight distribution]
The molecular weight distribution of the dispersant (B) was determined by measuring the number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) by gel permeation chromatography (GPC) equipped with an RI detector. HLC-8220GPC (manufactured by Tosoh Corporation) was used as an apparatus, two separation columns were connected in series, and "TSK-GEL SUPER HZM-N" was used as both packing materials, and the oven temperature was 40. °C, THF was used as an eluent, and the flow rate was 0.35 mL/min. The sample was dissolved in THF so as to have a concentration of 1 mass%, and 20 microliters of the solution was injected. All molecular weights are polystyrene equivalent values.

<ポリイソシアネート化合物(C1)>
・反応性有機溶媒C1-1:デュラネートA201H(旭化成社製)。有効成分100%、イソシアネート基20.6質量%、2官能型、数平均分子量670、粘度180mPa・s。
・反応性有機溶媒C1-2:デュラネートD101(旭化成社製)。有効成分100%、イソシアネート基19.7質量%、2官能型、数平均分子量620、粘度800mPa・s。
・反応性有機溶媒C1-3:デュラネートTUL-100(旭化成社製)。有効成分100%、イソシアネート基23.3質量%、イソシアヌレート型、数平均分子量560、粘度700mPa・s。
<Polyisocyanate compound (C1)>
• Reactive organic solvent C1-1: Duranate A201H (manufactured by Asahi Kasei Corporation). 100% active ingredient, 20.6 mass% isocyanate group, bifunctional type, number average molecular weight 670, viscosity 180 mPa·s.
- Reactive organic solvent C1-2: Duranate D101 (manufactured by Asahi Kasei Corporation). 100% active ingredient, 19.7% by mass of isocyanate groups, bifunctional type, number average molecular weight of 620, viscosity of 800 mPa·s.
- Reactive organic solvent C1-3: Duranate TUL-100 (manufactured by Asahi Kasei Corporation). 100% active ingredient, 23.3% by mass of isocyanate groups, isocyanurate type, number average molecular weight of 560, viscosity of 700 mPa·s.

<ポリオール化合物(C2)>
・反応性有機溶媒C2-1:プラクセル303(ダイセル社製)。ポリカプロラクトントリオール、有効成分100%、数平均分子量360、水酸基価540KOHmg/g、粘度3400mPa・s。
<Polyol compound (C2)>
- Reactive organic solvent C2-1: Plaxel 303 (manufactured by Daicel). Polycaprolactone triol, active ingredient 100%, number average molecular weight 360, hydroxyl value 540 KOHmg/g, viscosity 3400 mPa·s.

<添加剤>
・消泡剤:フローレンAC-326F (共栄社化学社製、ビニルエーテルポリマー)
<Additive>
・ Defoamer: Floren AC-326F (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., vinyl ether polymer)

<無機粒子含有組成物の評価>
後述する製造方法により実施例等に係る無機粒子含有組成物を製造した。そして、無機粒子含有組成物について、粘度(ハンドリング性)、水分量、貯蔵安定性を以下の基準で評価した。
<Evaluation of Inorganic Particle-Containing Composition>
Inorganic particle-containing compositions according to Examples and the like were manufactured by the manufacturing method described later. Then, the inorganic particle-containing composition was evaluated for viscosity (handleability), water content, and storage stability according to the following criteria.

[水分量]
無機粒子含有組成物の水分量は、カールフィッシャー型水分計(三菱化学アナリテック社製「CA-200」、電量法測定)を用いて測定した。サンプル3gを140℃で加熱し、気化した水分量を測定した。
[粘度]
後述する調製例(1)~(5)で製造した無機粒子含有組成物の粘度は、サンプルをあわとり練太郎(シンキー社製、2000rpm)で30秒間攪拌混合した後、直ちにブルックフィールド型粘度計(英弘精機社製「HB」、サンプルの粘度値が200Pa・s以下の場合はスピンドルSC4-14、粘度値が200Pa・s超過の場合はスピンドルSC4-25)を用いて、サンプル温度25℃、スピンドル回転速度50rpm、測定時間1分間にて測定した。なお、表3A中の粘度測定値に「NG」と記入したものは、粘度値が500Pa・sを超過しており、流動性がほとんど無い状態であったことを表し、「-」と記入したものは、無機粒子中に含まれる粗大粒子を充分に解すことができなかったために、測定中にスピンドルと粗大粒子が接触して評価サンプルとして不適だったことを表す。評価基準は以下の通りとした。
+++:粘度値が0Pa・s以上100Pa・s以下(特に良好)。
++:100Pa・s超過200Pa・s以下(良好)。
+:200Pa・s超過500Pa・s以下(可)。
NG:500Pa・s超過(不良)。
[貯蔵安定性]
後述する調製例(1)~(5)で製造した無機粒子含有組成物の貯蔵安定性は、無機粒子含有組成物を35℃にて3時間静置して保存した後の、粘度変化率から評価した。粘度変化率の少ないものほど貯蔵安定性試験の結果が良好である。粘度変化率は、サンプル温度25℃のときの粘度値を使用して下式より算出した。なお、粘度変化率に「-」と記入したものは、貯蔵安定試験後の粘度値が500Pa・sを超過しており、評価できなかったことを表す。
粘度変化率=(35℃にて3時間静置した後の粘度値)/(サンプル調製直後の粘度値)
なお、評価基準は以下の通りとした。
<反応性有機溶媒(C)としてポリイソシアネート化合物(C1)のみを含む場合>
++:粘度変化率が0.5以上2.0以下(良好)。
+:粘度変化率が2.0超過5.0以下(可)。
NG:粘度変化率が5.0超過(長期的な保存には適さない、不良)。
<反応性有機溶媒(C)としてポリイソシアネート化合物(C1)およびポリオール化合物(C2)を含む場合>
++:粘度変化率が1.0以上5.0以下(良好)。
+:粘度変化率が5.0超過12.0以下(可)。
NG:粘度変化率が12超過(可使時間が短い、不良)。
[amount of water]
The water content of the inorganic particle-containing composition was measured using a Karl Fischer moisture meter (“CA-200” manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd., coulometric method). A 3 g sample was heated at 140° C. and the vaporized water content was measured.
[viscosity]
The viscosities of the inorganic particle-containing compositions produced in Preparation Examples (1) to (5) to be described later were measured by stirring and mixing the samples for 30 seconds with a Mixer Mixer (manufactured by Thinky Corporation, 2000 rpm), and then immediately using a Brookfield viscometer. ("HB" manufactured by Eko Seiki Co., Ltd., spindle SC4-14 when the viscosity value of the sample is 200 Pa s or less, spindle SC4-25 when the viscosity value exceeds 200 Pa s) was used to set the sample temperature to 25 ° C., Measurement was performed at a spindle rotation speed of 50 rpm and a measurement time of 1 minute. In Table 3A, "NG" was entered as the viscosity measurement value, indicating that the viscosity value exceeded 500 Pa s and there was almost no fluidity, and was entered as "-". The one indicates that the coarse particles contained in the inorganic particles could not be sufficiently clarified, and the spindle and the coarse particles came into contact during the measurement and were unsuitable as evaluation samples. The evaluation criteria were as follows.
+++: Viscosity value is 0 Pa·s or more and 100 Pa·s or less (particularly good).
++: More than 100 Pa·s and 200 Pa·s or less (good).
+: more than 200 Pa·s and 500 Pa·s or less (possible).
NG: more than 500 Pa·s (defective).
[Storage stability]
The storage stability of the inorganic particle-containing composition produced in Preparation Examples (1) to (5) described later was determined from the viscosity change rate after the inorganic particle-containing composition was stored at 35 ° C. for 3 hours. evaluated. The smaller the rate of change in viscosity, the better the results of the storage stability test. The viscosity change rate was calculated from the following formula using the viscosity value when the sample temperature was 25°C. In addition, those marked with "-" in the viscosity change rate indicate that the viscosity value after the storage stability test exceeded 500 Pa·s and could not be evaluated.
Viscosity change rate = (viscosity value after standing at 35 ° C. for 3 hours) / (viscosity value immediately after sample preparation)
In addition, the evaluation criteria were as follows.
<When only the polyisocyanate compound (C1) is included as the reactive organic solvent (C)>
++: Viscosity change rate is 0.5 or more and 2.0 or less (good).
+: Viscosity change rate is more than 2.0 and 5.0 or less (acceptable).
NG: Viscosity change rate exceeds 5.0 (unsuitable for long-term storage, poor).
<Case containing polyisocyanate compound (C1) and polyol compound (C2) as reactive organic solvent (C)>
++: Viscosity change rate is 1.0 or more and 5.0 or less (good).
+: Viscosity change rate is more than 5.0 and 12.0 or less (acceptable).
NG: Viscosity change rate exceeds 12 (pot life is short, poor).

<無機粒子含有組成物の調製(1)>
[実施例22]
表3Aに示す組成に従い、プラスチック容器に製造例p1-4(表2A参照)で作製した表面処理無機粒子(D)を78部、反応性有機溶媒(C)としてデュラネートA201Hを21.22部、分散剤(B)としてSpredox D-331を0.78部仕込んだ。次いで、室温下、あわとり練太郎(シンキー社製、2000rpm)で2分間撹拌混錬処理し、無機粒子含有組成物を作製した。得られた無機粒子含有組成物の水分量は0.1%だった。その評価結果を表3Aに示す。
<Preparation of composition containing inorganic particles (1)>
[Example 22]
According to the composition shown in Table 3A, 78 parts of the surface-treated inorganic particles (D) prepared in Production Example p1-4 (see Table 2A) were placed in a plastic container, 21.22 parts of Duranate A201H as a reactive organic solvent (C), 0.78 part of Spredox D-331 was charged as a dispersant (B). Next, at room temperature, the mixture was stirred and kneaded for 2 minutes with a Thinky Mixer (manufactured by THINKY Co., Ltd., 2000 rpm) to prepare an inorganic particle-containing composition. The moisture content of the resulting composition containing inorganic particles was 0.1%. The evaluation results are shown in Table 3A.

[実施例23~30]
実施例22の材料およびその使用量を表3Aに記載した通りに変更した以外は、実施例22と同様に行い、実施例23~30の無機粒子含有組成物をそれぞれ作製した。
[Examples 23 to 30]
Inorganic particle-containing compositions of Examples 23 to 30 were prepared in the same manner as in Example 22, except that the materials and amounts used in Example 22 were changed as shown in Table 3A.

[実施例31]
表3Bに示す組成に従い、プラスチック容器に製造例p1-3で作製した表面処理無機粒子(D)を39部、酸化アルミニウムBを39部、ポリイソシアネート化合物(C1)としてデュラネートA201Hを7.52部、デュラネートTUL-100を7.51部、ポリオール化合物(C2)としてプラクセル303を6.40部、分散剤(B)を0.47部、消泡剤としてフローレンAC-326Fを0.1部仕込んだ。次いで、室温下、あわとり練太郎(シンキー社製、2000rpm)で2分間撹拌混錬処理し、無機粒子含有組成物を作製した。
[Example 31]
According to the composition shown in Table 3B, 39 parts of the surface-treated inorganic particles (D) produced in Production Example p1-3 in a plastic container, 39 parts of aluminum oxide B, and 7.52 parts of Duranate A201H as a polyisocyanate compound (C1). , 7.51 parts of Duranate TUL-100, 6.40 parts of Plaxel 303 as a polyol compound (C2), 0.47 parts of a dispersant (B), and 0.1 part of Floren AC-326F as an antifoaming agent. is. Next, at room temperature, the mixture was stirred and kneaded for 2 minutes with a Thinky Mixer (manufactured by THINKY Co., Ltd., 2000 rpm) to prepare an inorganic particle-containing composition.

[実施例32,33]
実施例31の材料およびその使用量を表3Bに記載した通りに変更した以外は、実施例31と同様に行い実施例32,33の無機粒子含有組成物をそれぞれ作製した。
[Examples 32 and 33]
Inorganic particle-containing compositions of Examples 32 and 33 were produced in the same manner as in Example 31, except that the materials of Example 31 and their amounts used were changed as shown in Table 3B.

[比較例21~27]
実施例22の材料およびその使用量を表3Aに記載した通りに変更した以外は、実施例22と同様に行い比較例21~27の無機粒子含有組成物をそれぞれ作製した。なお、比較例26は、表面処理を施していない酸化アルミニウムC(比較例3(製造例Cp1-5))に対して、ヘキシルトリエトキシシランを混錬処理の直前に添加して得た組成物である。比較例27も同様である。
[Comparative Examples 21 to 27]
Inorganic particle-containing compositions of Comparative Examples 21 to 27 were prepared in the same manner as in Example 22, except that the materials of Example 22 and their amounts used were changed as shown in Table 3A. Comparative Example 26 is a composition obtained by adding hexyltriethoxysilane to aluminum oxide C (Comparative Example 3 (manufacturing example Cp1-5)) that has not been subjected to surface treatment, immediately before the kneading treatment. is. Comparative example 27 is also the same.

Figure 0007198398000007
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Figure 0007198398000008
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実施例22~30で得た無機粒子含有組成物は、いずれも粘度100Pa・s以下でハンドリング性良好な粘度であり、さらに、粘度変化率が5.0以下であり貯蔵安定性試験の結果も良好であった。また、実施例31~33で得たポリイソシアネート化合物(C1)およびポリオール化合物(C2)を含有する無機粒子含有組成物は、いずれも粘度100Pa・s以下でハンドリング性良好な粘度であり、貯蔵安定性試験後も流動性が良好な状態であった。熱伝導性無機粒子(A)に特定のシラン化合物により表面処理を行い、疎水化度35~95%、含水量0.2質量%以下となるように制御することで、反応性有機溶媒(C)であるポリイソシアネート化合物(C1)との相互作用や反応性を効果的に抑制することができたものと推測できる。 The inorganic particle-containing compositions obtained in Examples 22 to 30 all had viscosities of 100 Pa s or less and good handling properties, and furthermore, the viscosity change rate was 5.0 or less, and the results of the storage stability test were also good. It was good. In addition, the inorganic particle-containing compositions containing the polyisocyanate compound (C1) and the polyol compound (C2) obtained in Examples 31 to 33 all have a viscosity of 100 Pa s or less and good handling properties, and are storage stable. Even after the property test, the fluidity was in a good state. By subjecting the thermally conductive inorganic particles (A) to a surface treatment with a specific silane compound and controlling the degree of hydrophobicity to be 35 to 95% and the water content to be 0.2% by mass or less, a reactive organic solvent (C ), the interaction and reactivity with the polyisocyanate compound (C1) could be effectively suppressed.

比較例25の組成物は、貯蔵安定性試験後に流動性がほとんどなくなり、試験結果が不良であった。 The composition of Comparative Example 25 almost lost fluidity after the storage stability test, and the test result was poor.

一方、比較例21、24の組成物は、それぞれ酸性官能基を有する表面処理剤で処理した無機粒子を用いて得たものであり、比較例23の組成物は、塩基性官能基であるアミノ基を有する表面処理剤で処理した無機粒子を用いて得たものである。これらの組成物は、調製直後は一見顕著に粘度が低いように見えたが、非常に硬く解すことが困難な1mm以上の粗大粒子が多数残っていた。
これらの表面処理無機粒子を用いた場合、粒子表面に極性が付与されることで粒子が分散しやすくなり、粘度が顕著に低減される。しかしその一方で、極性官能基の一部が表面処理無機粒子同士を強く結着し、非常に硬い粗大粒子が生成されたものと考えられる。
On the other hand, the compositions of Comparative Examples 21 and 24 were each obtained using inorganic particles treated with a surface treatment agent having an acidic functional group, and the composition of Comparative Example 23 had an amino It is obtained using inorganic particles treated with a surface treating agent having a group. Although these compositions appeared to have remarkably low viscosities immediately after preparation, many coarse particles of 1 mm or more that were extremely hard and difficult to disentangle remained.
When these surface-treated inorganic particles are used, polarity is imparted to the surface of the particles, making the particles easier to disperse and significantly reducing the viscosity. On the other hand, however, it is thought that part of the polar functional groups strongly bound the surface-treated inorganic particles to each other, resulting in the formation of extremely hard coarse particles.

比較例22の組成物は、強固に固着した粗大粒子が解れないだけでなく、粘度が非常に高く、貯蔵安定性も悪いものであった。
一方、比較例26、27の組成物は、調製直後は粘度が顕著に低いが、これはシラン化合物が低粘度な溶媒成分として機能しているためである。貯蔵安定性試験後の粘度変化率が非常に高く、さらに非常に強いシラン化合物臭がしており、実用には適さないものだった。
熱伝導性無機粒子(A)に対する表面処理剤として効果的に作用していないシラン化合物成分は、無機粒子含有組成物の貯蔵安定性に対して顕著に悪影響を与えると考えられる。
In the composition of Comparative Example 22, not only were coarse particles that firmly adhered together not unraveled, but also the viscosity was very high and the storage stability was poor.
On the other hand, the compositions of Comparative Examples 26 and 27 have remarkably low viscosities immediately after preparation, because the silane compound functions as a low-viscosity solvent component. The rate of change in viscosity after the storage stability test was very high, and the product had a very strong silane compound odor, making it unsuitable for practical use.
A silane compound component that does not effectively act as a surface treatment agent for the thermally conductive inorganic particles (A) is considered to have a significant adverse effect on the storage stability of the inorganic particle-containing composition.

<無機粒子含有組成物の調製(2)>
[実施例41]
表4に示す組成に従い、プラスチック容器に製造例p1-3で作製した表面処理無機粒子(D)を44部、酸化アルミニウムBを44部、ポリイソシアネート化合物(C1)としてデュラネートA201Hを3.9部、デュラネートTUL-100を3.9部、ポリオール化合物(C2)としてプラクセル303を3.22部、分散剤(B)を0.88部、消泡剤としてフローレンAC-326Fを0.1部仕込んだ。次いで、室温下、あわとり練太郎(シンキー社製、2000rpm)で2分間撹拌混錬処理し、無機粒子含有組成物を作製した。
<Preparation of composition containing inorganic particles (2)>
[Example 41]
According to the composition shown in Table 4, 44 parts of the surface-treated inorganic particles (D) produced in Production Example p1-3 in a plastic container, 44 parts of aluminum oxide B, and 3.9 parts of Duranate A201H as a polyisocyanate compound (C1). , 3.9 parts of Duranate TUL-100, 3.22 parts of PLAXEL 303 as a polyol compound (C2), 0.88 parts of a dispersant (B), and 0.1 part of Floren AC-326F as an antifoaming agent. is. Next, at room temperature, the mixture was stirred and kneaded for 2 minutes with a Thinky Mixer (manufactured by THINKY Co., Ltd., 2000 rpm) to prepare an inorganic particle-containing composition.

[実施例42~47、比較例41,42]
実施例41の材料およびその使用量を表4に記載した通りに変更した以外は、実施例41と同様に行い実施例42~47、比較例41、42の組成物をそれぞれ作製した。なお、各実施例および比較例42の無機粒子(E)の合計は88部とし、比較例41の無機粒子(E)の合計は85部とした。
[Examples 42 to 47, Comparative Examples 41 and 42]
Compositions of Examples 42 to 47 and Comparative Examples 41 and 42 were prepared in the same manner as in Example 41, except that the materials of Example 41 and their amounts used were changed as shown in Table 4. The total amount of inorganic particles (E) in Examples and Comparative Example 42 was 88 parts, and the total amount of inorganic particles (E) in Comparative Example 41 was 85 parts.

Figure 0007198398000009
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<熱伝導性硬化物の作製>
[実施例51]
製造例p3-2で作製した無機粒子含有組成物を、プラスチック容器(深さ8mm、直径4cmの円形容器)にすりきりになるよう充填した後、室温下、充分に減圧脱泡した。その後、30℃で6時間静置した後、40℃でさらに6時間静置した。プラスチック容器に充填した無機粒子含有組成物が充分に硬化したことを確認した後、プラスチック容器から取り出し、熱伝導性硬化物を得た。得られた熱伝導性硬化物の評価は、硬化性、発泡性、熱伝導率の測定により行った。その評価結果を表5に示す。
<Preparation of thermally conductive cured product>
[Example 51]
The inorganic particle-containing composition prepared in Production Example p3-2 was filled in a plastic container (a circular container with a depth of 8 mm and a diameter of 4 cm) so as to be smooth, and then sufficiently degassed under reduced pressure at room temperature. Then, after standing at 30° C. for 6 hours, it was further left at 40° C. for 6 hours. After confirming that the inorganic particle-containing composition filled in the plastic container was sufficiently cured, the composition was taken out from the plastic container to obtain a thermally conductive cured product. The thermally conductive cured product thus obtained was evaluated by measuring its curability, foamability and thermal conductivity. Table 5 shows the evaluation results.

[実施例52~57、比較例51,52]
無機粒子含有組成物を表5に記載した通りに変更した以外は、実施例51と同様に行い実施例52~57、比較例51、52の硬化物をそれぞれ作製した。
[Examples 52 to 57, Comparative Examples 51 and 52]
Cured products of Examples 52 to 57 and Comparative Examples 51 and 52 were produced in the same manner as in Example 51 except that the inorganic particle-containing composition was changed as shown in Table 5.

[熱伝導性硬化物の硬化性評価、発泡性評価]
熱伝導性硬化物の硬化性および発泡性の評価は、実施例等について、30℃で6時間および40℃で6時間静置した後の、硬化性組成物の目視評価により行った。
硬化性評価については、充分に硬く硬化しているものを++(良好)、充分に硬化しているが容器から取り出す際に湾曲するものを+(可)、充分に硬化していないものをNG(不可)とした。
発泡性評価については、プラスチック容器にすりきりになるように充填したときの液面から、膨らみが0.5mm未満のものを+++(非常に良好)、0.5mm以上1mm未満のものを++(良好)、1mm以上2mm未満のものを+(可)、2mm以上のものをNG(不可)とした。
[熱伝導率の評価]
実施例等で作製した各熱伝導性硬化物を測定試料とし、熱伝導率測定機Hot Disc TPS500(Hot Disc AB社製、測定端子Kapton Sensors,Bulk(TYPE I,Isotropic),Heating power 1.5W、測定時間10秒、測定温度25度)を用いて、測定端子を2つの測定試料の各平坦面で挟み込むようにセットして測定した。
得られた測定結果をHot Disc Software Ver. 6.0を用いてFine-tuned Analysisにより解析データポイント10~200について解析し、算出された値を熱伝導率とした。
[Evaluation of curability and evaluation of foamability of thermally conductive cured product]
The curability and foamability of the thermally conductive cured product were evaluated by visual evaluation of the curable composition after standing at 30° C. for 6 hours and at 40° C. for 6 hours.
Regarding the curability evaluation, ++ (good) is sufficiently hardened, + (acceptable) is sufficiently hardened but bends when taken out of the container, and NG is not sufficiently cured. (impossible).
Regarding the evaluation of foamability, from the liquid surface when filling the plastic container so that it is smooth, the swelling is less than 0.5 mm +++ (very good), 0.5 mm or more and less than 1 mm is ++ (good ), those of 1 mm or more and less than 2 mm were rated as + (acceptable), and those of 2 mm or more were rated as NG (impossible).
[Evaluation of thermal conductivity]
Using each thermally conductive cured material prepared in Examples etc. as a measurement sample, a thermal conductivity measuring machine Hot Disc TPS500 (manufactured by Hot Disc AB, measuring terminal Kapton Sensors, Bulk (TYPE I, Isotropic), Heating power 1.5 W , measurement time of 10 seconds, measurement temperature of 25 degrees), and the measurement terminals were set so as to be sandwiched between the flat surfaces of the two measurement samples.
The obtained measurement results were analyzed for analysis data points 10 to 200 by Fine-tuned Analysis using Hot Disc Software Ver. 6.0, and the calculated value was defined as thermal conductivity.

Figure 0007198398000010
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実施例51~57の熱伝導性硬化物は、いずれも良好な硬化性、発泡性、熱伝導率を示した。
一方、比較例51の熱伝導性硬化物は、硬化性が非常に悪く、充分に硬化しない結果となった。また、比較例52の熱伝導性硬化物は、硬化はしたものの膨張が顕著であり、熱伝導率を評価することができなかった。いずれの場合についても、遊離したシラン化合物や水分とイソシアネート基との間で副反応が進行したことによるものと考えられる。
The thermally conductive cured products of Examples 51 to 57 all exhibited good curability, foamability and thermal conductivity.
On the other hand, the thermally conductive cured product of Comparative Example 51 was very poor in curability, resulting in insufficient curing. In addition, the thermally conductive cured product of Comparative Example 52 was cured, but expanded significantly, and the thermal conductivity could not be evaluated. In either case, it is considered that the side reaction progressed between the liberated silane compound or moisture and the isocyanate group.

<無機粒子含有組成物の調製(3)>
[実施例61(製造例q1-2)]
表6に示す組成に従い、プラスチック容器に製造例p1-3の表面処理無機粒子(D)を81部、反応性有機溶媒(C)としてデュラネートA201Hを18.19部、分散剤(B)として2A(合成品1-1)を0.81部仕込んだ。次いで、室温下、あわとり練太郎(シンキー社製、2000rpm)で2分間撹拌混錬処理し、無機粒子含有組成物を作製した。得られた無機粒子含有組成物の水分量は0.1%だった。その評価結果を表6に示す。
<Preparation of composition containing inorganic particles (3)>
[Example 61 (Production Example q1-2)]
According to the composition shown in Table 6, in a plastic container, 81 parts of the surface-treated inorganic particles (D) of Production Example p1-3, 18.19 parts of Duranate A201H as a reactive organic solvent (C), and 2A as a dispersant (B) (Synthetic product 1-1) was charged in an amount of 0.81 parts. Next, at room temperature, the mixture was stirred and kneaded for 2 minutes with a Thinky Mixer (manufactured by THINKY Co., Ltd., 2000 rpm) to prepare an inorganic particle-containing composition. The moisture content of the resulting composition containing inorganic particles was 0.1%. Table 6 shows the evaluation results.

[実施例62~73、比較例61]
実施例61の材料およびその使用量を表6に記載した通りに変更した以外は、実施例61と同様に行い実施例62~73、比較例61をそれぞれ作製した。なお、実施例65では、表面処理無機粒子(D)として製造例p1-2で作製した表面処理無機粒子(D)と、製造例p1-3で作製した表面処理無機粒子(D)を1:1の割合で混合したものを使用した。
[Examples 62 to 73, Comparative Example 61]
Examples 62 to 73 and Comparative Example 61 were prepared in the same manner as in Example 61, except that the materials of Example 61 and the amounts used thereof were changed as shown in Table 6. In Example 65, as the surface-treated inorganic particles (D), the surface-treated inorganic particles (D) prepared in Production Example p1-2 and the surface-treated inorganic particles (D) prepared in Production Example p1-3 were mixed at 1:1. A mixture of 1 was used.

Figure 0007198398000011
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実施例61~73の無機粒子含有組成物は、いずれも粘度100Pa・s以下でハンドリング性良好な粘度であり、さらに、粘度変化率が5.0以下であり貯蔵安定性も良好であった。実施例61~64と66~71の比較から、特に、分散剤(B)としてカルボキシル基を有し、酸価5~150mgKOH/g、アミン価0~30mgKOH/g、重量平均分子量1000~50000の高分子型分散剤を用いることで、熱伝導性無機粒子(A)および表面処理無機粒子(D)を反応性有機溶媒(C)中に高濃度で分散することが可能となることが分かる。また、実施例61~64と66、71の比較から、分散剤(B)のアミン価が小さいほど、粘度変化率が小さく貯蔵安定性良好な組成物が得られることが分かり、カルボキシル基を有する高分子型分散剤の酸価およびアミン価を上記範囲内とすることで、イソシアネート基との反応性および相互作用を効果的に抑制することができたと推測できる。 The inorganic particle-containing compositions of Examples 61 to 73 all had viscosities of 100 Pa·s or less and good handling properties, and further had viscosity change rates of 5.0 or less and good storage stability. From the comparison of Examples 61-64 and 66-71, in particular, having a carboxyl group as a dispersant (B), an acid value of 5 to 150 mgKOH / g, an amine value of 0 to 30 mgKOH / g, a weight average molecular weight of 1000 to 50000 It can be seen that the use of a polymeric dispersant makes it possible to disperse the thermally conductive inorganic particles (A) and the surface-treated inorganic particles (D) in the reactive organic solvent (C) at a high concentration. Further, from a comparison of Examples 61 to 64 with 66 and 71, it can be seen that the smaller the amine value of the dispersant (B), the smaller the viscosity change rate and the better the storage stability of the composition. It can be inferred that by setting the acid value and amine value of the polymeric dispersant within the above ranges, reactivity and interaction with isocyanate groups could be effectively suppressed.

一方、比較例61の組成物は、粘度が500Pa・sを超え、かつ、貯蔵安定性試験後は流動性がほとんどなく、不良であった。 On the other hand, the composition of Comparative Example 61 had a viscosity of more than 500 Pa·s and had almost no fluidity after the storage stability test, and was unsatisfactory.

<無機粒子含有組成物の調製(4)>
[実施例74]
表7に示す組成に従い、プラスチック容器に製造例p1-3で作製した表面処理無機粒子(D)を40部、酸化アルミニウムBを40部、ポリイソシアネート化合物(C1)としてデュラネートA201Hを8.94部、デュラネートTUL-100を4.45部、ポリオール化合物(C2)としてプラクセル303を5.69部、分散剤(B)を0.80部、消泡剤としてフローレンAC-326Fを0.12部仕込んだ。次いで、室温下、あわとり練太郎(シンキー社製、2000rpm)で2分間撹拌混錬処理し、無機粒子含有組成物を作製した。その評価結果を表7に示す。
<Preparation of composition containing inorganic particles (4)>
[Example 74]
According to the composition shown in Table 7, 40 parts of the surface-treated inorganic particles (D) produced in Production Example p1-3 in a plastic container, 40 parts of aluminum oxide B, and 8.94 parts of Duranate A201H as a polyisocyanate compound (C1). , 4.45 parts of Duranate TUL-100, 5.69 parts of PLAXEL 303 as a polyol compound (C2), 0.80 parts of a dispersant (B), and 0.12 parts of Floren AC-326F as an antifoaming agent. is. Next, at room temperature, the mixture was stirred and kneaded for 2 minutes with a Thinky Mixer (manufactured by THINKY Co., Ltd., 2000 rpm) to prepare an inorganic particle-containing composition. Table 7 shows the evaluation results.

[実施例75~78]
実施例74の材料およびその使用量を表7に記載した通りに変更した以外は、実施例74と同様に行い実施例75~78の組成物をそれぞれ作製した。
[Examples 75-78]
Compositions of Examples 75 to 78 were prepared in the same manner as in Example 74, except that the materials of Example 74 and the amount used thereof were changed as shown in Table 7.

Figure 0007198398000012
Figure 0007198398000012

実施例74~78の無機粒子含有組成物は、いずれも粘度100Pa・s以下でハンドリング性良好な粘度であり、貯蔵安定性試験後も流動性が良好な状態であった。特に実施例74~76は粘度変化率が5.0以下で貯蔵安定性試験の結果も良好であった。 All of the inorganic particle-containing compositions of Examples 74 to 78 had viscosities of 100 Pa·s or less and good handling properties, and had good fluidity even after the storage stability test. In particular, Examples 74 to 76 had a viscosity change rate of 5.0 or less, and the results of the storage stability test were also good.

<無機粒子含有組成物の調製(5)>
[実施例81]
表8に示す組成に従い、プラスチック容器に製造例p1-8で作製した表面処理無機粒子(D)を無機粒子(a1)として8.6部、無機粒子(a2)として酸化アルミニウムBを43部、無機粒子(a3)として酸化アルミニウムAを34.4部、ポリイソシアネート化合物(C1)としてデュラネートA201Hを4.56部、デュラネートTUL-100を4.56部、ポリオール化合物(C2)としてプラクセル303を3.92部、分散剤(B)を0.86部、消泡剤としてフローレンAC-326Fを0.1部仕込んだ。次いで、室温下、あわとり練太郎(シンキー社製、2000rpm)で2分間撹拌混錬処理し、無機粒子含有組成物を作製した。
<Preparation of composition containing inorganic particles (5)>
[Example 81]
According to the composition shown in Table 8, 8.6 parts of the surface-treated inorganic particles (D) prepared in Production Example p1-8 in a plastic container as inorganic particles (a1), 43 parts of aluminum oxide B as inorganic particles (a2), 34.4 parts of aluminum oxide A as the inorganic particles (a3), 4.56 parts of Duranate A201H as the polyisocyanate compound (C1), 4.56 parts of Duranate TUL-100, 3 PLAXEL 303 as the polyol compound (C2) .92 parts, 0.86 parts of dispersant (B), and 0.1 part of Floren AC-326F as an antifoaming agent were charged. Next, at room temperature, the mixture was stirred and kneaded for 2 minutes with a Thinky Mixer (manufactured by THINKY Co., Ltd., 2000 rpm) to prepare an inorganic particle-containing composition.

[実施例82~93]
実施例81の材料およびその使用量を表8に記載した通りに変更した以外は、実施例81と同様に行い実施例82~93をそれぞれ作製した。実施例91を除く各実施例の無機粒子(E)の合計は86部とし、実施例91の無機粒子(E)の合計は90部とした。
なお、無機粒子(a1)として使用した表面処理無機粒子は全て製造例p1-8で作製した表面処理無機粒子(D)であり、無機粒子(a2)として使用した表面処理無機粒子は全て製造例r-10で作製した表面処理無機粒子(D)であり、無機粒子(a3)として使用した表面処理無機粒子は全て製造例p1-1で作製した表面処理無機粒子(D)である。
[Examples 82-93]
Examples 82 to 93 were produced in the same manner as in Example 81, except that the materials and amounts used in Example 81 were changed as shown in Table 8. The total amount of inorganic particles (E) in each example except Example 91 was 86 parts, and the total amount of inorganic particles (E) in Example 91 was 90 parts.
The surface-treated inorganic particles used as the inorganic particles (a1) are all the surface-treated inorganic particles (D) produced in Production Example p1-8, and the surface-treated inorganic particles used as the inorganic particles (a2) are all produced in Production Examples. The surface-treated inorganic particles (D) produced in r-10, and the surface-treated inorganic particles (D) used as the inorganic particles (a3) are all the surface-treated inorganic particles (D) produced in Production Example p1-1.

Figure 0007198398000013
Figure 0007198398000013

<熱伝導性硬化物の作製>
[実施例101]
製造例r1-2で作製した無機粒子含有組成物を、プラスチック容器(深さ8mm、直径4cmの円形容器)にすりきりになるよう充填した後、室温下、充分に減圧脱泡した。その後、30℃で6時間静置した後、40℃でさらに6時間静置した。プラスチック容器に充填した無機粒子含有組成物が充分に硬化したことを確認した後、プラスチック容器から取り出し、熱伝導性硬化物を得た。得られた熱伝導性硬化物の評価は、硬化性、発泡性、熱伝導率の測定により行った。その評価結果を表9に示す。
<Production of thermally conductive cured product>
[Example 101]
The inorganic particle-containing composition prepared in Production Example r1-2 was completely filled in a plastic container (a circular container with a depth of 8 mm and a diameter of 4 cm), and then sufficiently degassed under reduced pressure at room temperature. Then, after standing at 30° C. for 6 hours, it was further left at 40° C. for 6 hours. After confirming that the inorganic particle-containing composition filled in the plastic container was sufficiently cured, the composition was taken out from the plastic container to obtain a thermally conductive cured product. The thermally conductive cured product thus obtained was evaluated by measuring curability, foamability, and thermal conductivity. Table 9 shows the evaluation results.

[実施例102~113]
実施例101の無機粒子含有組成物を表9に記載した通りに変更した以外は、実施例101と同様に行い実施例102~113の硬化物をそれぞれ作製した。
[Examples 102 to 113]
Cured products of Examples 102 to 113 were produced in the same manner as in Example 101 except that the inorganic particle-containing composition of Example 101 was changed as shown in Table 9.

Figure 0007198398000014
Figure 0007198398000014

実施例101~113の熱伝導性硬化物は、いずれも容器への充填性が良好であった。 All of the thermally conductive cured products of Examples 101 to 113 had good fillability into containers.

(熱伝導性硬化物の硬化性評価、発泡性評価)
熱伝導性硬化物の硬化性評価および発泡性評価は、実施例101~113について、30℃で6時間および40℃で6時間静置した後の、硬化性組成物の目視評価により行った。
硬化性評価については、充分に硬く硬化しているものを++(良好)、充分に硬化しているが容器から取り出す際に湾曲するものを+(可)、充分に硬化していないものをNG(不可)とした。
発泡性評価については、プラスチック容器にすりきりになるように充填したときの液面から、膨らみが0.5mm未満のものを+++(非常に良好)、0.5mm以上1mm未満のものを++(良好)、1mm以上2mm未満のものを+(可)、2mm以上のものをNG(不可)とした。
(Curability evaluation of thermally conductive cured product, foam evaluation)
Curability evaluation and foamability evaluation of the thermally conductive cured product were performed by visual evaluation of the curable composition after standing at 30° C. for 6 hours and 40° C. for 6 hours for Examples 101 to 113.
Regarding the curability evaluation, ++ (good) is sufficiently hardened, + (acceptable) is sufficiently hardened but bends when taken out of the container, and NG is not sufficiently cured. (impossible).
Regarding the evaluation of foamability, from the liquid surface when filling the plastic container so that it is smooth, the swelling is less than 0.5 mm +++ (very good), 0.5 mm or more and less than 1 mm is ++ (good ), those of 1 mm or more and less than 2 mm were rated as + (acceptable), and those of 2 mm or more were rated as NG (impossible).

(熱伝導率の評価)
実施例101~113の熱伝導性硬化物を測定試料とし、熱伝導率測定機Hot Disc TPS500(Hot Disc AB社製、測定端子Kapton Sensors,Bulk(TYPE I,Isotropic),Heating power 1.5W、測定時間10秒、測定温度25度)を用いて、測定端子を2つの測定試料の各平坦面で挟み込むようにセットして測定した。
得られた測定結果をHot Disc Software Ver. 6.0を用いてFine-tuned Analysisにより解析データポイント10~200について解析し、算出された値を熱伝導率とした。
熱伝導率評価については、3.0W/m・K以上のものを特に良好、2.8W/m・K以上3.0W/m・K未満のものを良好、2.5W/m・K以上2.8W/m・K未満のものを可とした。
(Evaluation of thermal conductivity)
Using the thermally conductive cured products of Examples 101 to 113 as measurement samples, a thermal conductivity measuring machine Hot Disc TPS500 (manufactured by Hot Disc AB, measuring terminal Kapton Sensors, Bulk (TYPE I, Isotropic), heating power 1.5 W, Measurement time was 10 seconds, measurement temperature was 25 degrees), and measurement was performed by setting the measurement terminals so as to be sandwiched between the flat surfaces of the two measurement samples.
The obtained measurement results were analyzed for analysis data points 10 to 200 by Fine-tuned Analysis using Hot Disc Software Ver. 6.0, and the calculated value was defined as thermal conductivity.
Regarding the evaluation of thermal conductivity, 3.0 W/m K or more is particularly good, 2.8 W/m K or more and less than 3.0 W/m K is good, and 2.5 W/m K or more. Those with less than 2.8 W/m·K were accepted.

実施例101~113の熱伝導性硬化物は、いずれも良好な硬化性、発泡性、熱伝導率を示した。実施例101~113より、無機粒子(a1)~(a3)を所定の比率で併用して用いることで、熱伝導率良好な硬化物を得られることが分かる。また、特に(Y/X)×1000の値が1.0~5.0のとき、特に良好な硬化性、発泡性、熱伝導率を得ることができる。
実施例104~110は、無機粒子(E)100質量%中、表面処理無機粒子(D)の含有比率がそれぞれ10~100%の場合であり、20~80質量%のとき、特に良好な硬化性、発泡性、熱伝導率を得ることができる。
The thermally conductive cured products of Examples 101 to 113 all exhibited good curability, foamability and thermal conductivity. From Examples 101 to 113, it can be seen that the combined use of the inorganic particles (a1) to (a3) in a predetermined ratio makes it possible to obtain a cured product with good thermal conductivity. Moreover, particularly when the value of (Y/X)×1000 is 1.0 to 5.0, particularly good curability, foamability and thermal conductivity can be obtained.
Examples 104 to 110 are cases in which the content ratio of the surface-treated inorganic particles (D) is 10 to 100% in 100% by mass of the inorganic particles (E). properties, foamability, and thermal conductivity can be obtained.

<無機粒子含有組成物の調製(6)>
[実施例121]
表10に示す組成に従い、プラスチック容器に製造例p1-16で作製した表面処理無機粒子(D)を57.8部、他の無機粒子(E)(熱伝導性無機粒子(A))として酸化アルミニウムCを24.7部、ポリイソシアネート化合物(C1)としてデュラネートA201Hを17.0部、分散剤(B)を0.50部仕込んだ。次いで、室温下、あわとり練太郎(シンキー社製、2000rpm)で2分間撹拌混錬処理し、無機粒子含有組成物を作製した。その評価結果を表10に示す。
<Preparation of composition containing inorganic particles (6)>
[Example 121]
According to the composition shown in Table 10, 57.8 parts of the surface-treated inorganic particles (D) prepared in Production Example p1-16 were placed in a plastic container, and other inorganic particles (E) (thermally conductive inorganic particles (A)) were oxidized. 24.7 parts of aluminum C, 17.0 parts of Duranate A201H as polyisocyanate compound (C1), and 0.50 part of dispersant (B) were charged. Next, at room temperature, the mixture was stirred and kneaded for 2 minutes with a Thinky Mixer (manufactured by THINKY Co., Ltd., 2000 rpm) to prepare an inorganic particle-containing composition. Table 10 shows the evaluation results.

[実施例122~128、比較例121~126]
実施例121の材料およびその使用量を表10に記載した通りに変更した以外は、実施例121と同様に行い実施例122~128、比較例121~126の組成物をそれぞれ作製した。
[Examples 122 to 128, Comparative Examples 121 to 126]
Compositions of Examples 122 to 128 and Comparative Examples 121 to 126 were prepared in the same manner as in Example 121, except that the materials in Example 121 and their amounts used were changed as shown in Table 10.

[粘度]
調製例(6)で製造した無機粒子含有組成物の粘度は、以下の点を除き、上述した調製例(1)等と同様の方法で測定した。すなわち、スピンドル回転速度を20rpmに変更した。また、表中の粘度は20rpm粘度である。また、評価基準は、以下の通りとした。なお、表10中の粘度測定値に「NG」と記入したものは、粘度値が500Pa・sを超過しており、流動性がほとんど無い状態であったことを表す。
++:粘度値が0Pa・s以上200Pa・s以下(良好)。
+:200Pa・s超過500Pa・s以下(可)。
NG:500Pa・s超過(不良)。
[貯蔵安定性]
調製例(6)で製造した無機粒子含有組成物の貯蔵安定性は、無機粒子含有組成物を5℃にて24時間静置して保存した後の、粘度変化率Bから評価した。粘度変化率Bの少ないものほど貯蔵安定性試験の結果が良好である。粘度変化率Bは、サンプル温度25℃のときの粘度値を使用して下式より算出した。なお、粘度変化率Bに「-」と記入したものは、貯蔵安定試験後の粘度値が500Pa・sを超過しており、評価できなかったことを表す。
粘度変化率B=(5℃にて24時間静置した後の粘度値)/(サンプル調製直後の粘度値)
なお、評価基準は以下の通りとした。
++:粘度変化率が0.5以上2.0以下(良好)。
+:粘度変化率が2.0超過5.0以下(可)。
NG:粘度変化率が5.0超過(長期的な保存には適さない、不良)。
[viscosity]
The viscosity of the inorganic particle-containing composition produced in Preparation Example (6) was measured in the same manner as in Preparation Example (1), etc., except for the following points. That is, the spindle rotation speed was changed to 20 rpm. Also, the viscosity in the table is 20 rpm viscosity. Moreover, the evaluation criteria were as follows. In Table 10, "NG" in the measured viscosity value indicates that the viscosity value exceeded 500 Pa·s and the fluidity was almost non-existent.
++: Viscosity value is 0 Pa·s or more and 200 Pa·s or less (good).
+: more than 200 Pa·s and 500 Pa·s or less (possible).
NG: more than 500 Pa·s (defective).
[Storage stability]
The storage stability of the inorganic particle-containing composition produced in Preparation Example (6) was evaluated from the viscosity change rate B after the inorganic particle-containing composition was stored at 5°C for 24 hours. The smaller the viscosity change rate B, the better the result of the storage stability test. The viscosity change rate B was calculated from the following formula using the viscosity value when the sample temperature was 25°C. In addition, those marked with "-" in the viscosity change rate B indicate that the viscosity value after the storage stability test exceeded 500 Pa·s and could not be evaluated.
Viscosity change rate B = (viscosity value after standing at 5 ° C. for 24 hours) / (viscosity value immediately after sample preparation)
In addition, the evaluation criteria were as follows.
++: Viscosity change rate is 0.5 or more and 2.0 or less (good).
+: Viscosity change rate is more than 2.0 and 5.0 or less (acceptable).
NG: Viscosity change rate exceeds 5.0 (unsuitable for long-term storage, poor).

Figure 0007198398000015
Figure 0007198398000015

実施例121~128で得た無機粒子含有組成物は、いずれもハンドリング性良好な粘度であり、さらに粘度変化率が5.0以下であり貯蔵安定性試験の結果も良好であった。
一方、比較例121~126で得た組成物は、それぞれ表面処理していない水酸化アルミニウムA~Fを使用したものだが、作製直後の時点ではハンドリング可能だったものの、貯蔵安定性試験後は著しく粘度が増大し、さらにダマ状の塊が多数できており、使用不可であった。
The inorganic particle-containing compositions obtained in Examples 121 to 128 all had viscosities that were easy to handle, had a viscosity change rate of 5.0 or less, and had good storage stability test results.
On the other hand, the compositions obtained in Comparative Examples 121 to 126 used aluminum hydroxides A to F that were not surface-treated, respectively. Viscosity increased, and many lump-like lumps were formed, making it unusable.

<無機粒子含有組成物の調製(7)>
[実施例141]
表11に示す組成に従い、プラスチック容器に製造例s1-1で作製した表面処理無機粒子(D)を12.75部、他の無機粒子(E)(熱伝導性無機粒子(A))として酸化アルミニウムAを21.25部、酸化アルミニウムBを51部、ポリイソシアネート化合物(C1)としてC1-1を7.84部、C1-3を2.60部、C2-1を4.03部用い、分散剤(B)を0.43部、消泡剤としてフローレンAC-326Fを0.1部仕込んだ。次いで、室温下、あわとり練太郎(シンキー社製、2000rpm)で2分間撹拌混錬処理し、無機粒子含有組成物を作製した。
<Preparation of composition containing inorganic particles (7)>
[Example 141]
According to the composition shown in Table 11, 12.75 parts of the surface-treated inorganic particles (D) produced in Production Example s1-1 were placed in a plastic container, and other inorganic particles (E) (thermally conductive inorganic particles (A)) were oxidized. 21.25 parts of aluminum A, 51 parts of aluminum oxide B, 7.84 parts of C1-1 as a polyisocyanate compound (C1), 2.60 parts of C1-3, and 4.03 parts of C2-1, 0.43 part of dispersant (B) and 0.1 part of Floren AC-326F as an antifoaming agent were charged. Next, at room temperature, the mixture was stirred and kneaded for 2 minutes with a Thinky Mixer (manufactured by THINKY Co., Ltd., 2000 rpm) to prepare an inorganic particle-containing composition.

[実施例142~146、比較例141~146]
実施例141の材料およびその使用量を表11に記載した通りに変更した以外は、実施例141と同様に行い、表11に記載の各実施例・比較例の組成物を得た。なお、各実施例、各比較例の無機粒子(E)の合計は85部とした。
[Examples 142 to 146, Comparative Examples 141 to 146]
The same procedure as in Example 141 was performed except that the materials and amounts used in Example 141 were changed as shown in Table 11 to obtain compositions of Examples and Comparative Examples shown in Table 11. The total amount of the inorganic particles (E) in each example and each comparative example was 85 parts.

Figure 0007198398000016
Figure 0007198398000016

実施例141~146で得た無機粒子含有組成物は、いずれもハンドリング性良好な粘度だった。一方、比較例141~146で得た組成物は、粘度が非常に高くハンドリング不可であり、使用不可であった。 The inorganic particle-containing compositions obtained in Examples 141 to 146 all had viscosities with good handleability. On the other hand, the compositions obtained in Comparative Examples 141 to 146 had very high viscosity and could not be handled and could not be used.

<熱伝導性硬化物の作製>
[実施例151]
製造例s4-1で作製した無機粒子含有組成物を、プラスチック容器(深さ8mm、直径4cmの円形容器)にすりきりになるよう充填した後、室温下、充分に減圧脱泡した。その後、30℃で6時間静置した後、40℃でさらに6時間静置した。プラスチック容器に充填した無機粒子含有組成物が充分に硬化したことを確認した後、プラスチック容器から取り出し、熱伝導性硬化物を得た。得られた熱伝導性硬化物の評価は、硬化性、発泡性、熱伝導率の測定により行った。その評価結果を表12に示す。
<Preparation of thermally conductive cured product>
[Example 151]
The inorganic particle-containing composition prepared in Production Example s4-1 was completely filled in a plastic container (a circular container with a depth of 8 mm and a diameter of 4 cm), and then sufficiently degassed under reduced pressure at room temperature. Then, after standing at 30° C. for 6 hours, it was further left at 40° C. for 6 hours. After confirming that the inorganic particle-containing composition filled in the plastic container was sufficiently cured, the composition was taken out from the plastic container to obtain a thermally conductive cured product. The thermally conductive cured product thus obtained was evaluated by measuring its curability, foamability and thermal conductivity. Table 12 shows the evaluation results.

[実施例152~156]
実施例151の無機粒子含有組成物を表12に記載した通りに変更した以外は、実施例151と同様に行い実施例152~156の硬化物をそれぞれ作製した。
[Examples 152 to 156]
Cured products of Examples 152 to 156 were produced in the same manner as in Example 151 except that the inorganic particle-containing composition of Example 151 was changed as shown in Table 12.

(熱伝導性硬化物の硬化性評価、発泡性評価)
実施例151~156の熱伝導性硬化物の硬化性評価および発泡性評価は、実施例51等の評価方法と同様とした。硬化性および発泡性については実施例51と同一基準で評価した。
(Curability evaluation of thermally conductive cured product, foam evaluation)
Curability evaluation and foamability evaluation of the thermally conductive cured products of Examples 151 to 156 were performed in the same manner as in Example 51 and the like. Curability and foamability were evaluated according to the same criteria as in Example 51.

(熱伝導率の評価)
実施例151~156の熱伝導性硬化物を測定試料とし、実施例51と同様の方法で熱伝導率を測定した。熱伝導率測定機Hot Disc TPS500(Hot Disc AB社製、測定端子Kapton Sensors, Bulk(TYPE I, Isotropic), Heating power 1.5W、測定時間10秒、測定温度25度)を用いて、測定端子を2つの測定試料の各平坦面で挟み込むようにセットして測定した。
得られた測定結果をHot Disc Software Ver. 6.0を用いてFine-tuned Analysisにより解析データポイント10~200について解析し、算出された値を熱伝導率とした。
熱伝導率評価については、2.5W/m・K以上のものを特に良好、2.0W/m・K以上2.5W/m・K未満のものを良好、1.8W/m・K以上2.0W/m・K未満のものを可とした。
(Evaluation of thermal conductivity)
Using the thermally conductive cured products of Examples 151 to 156 as measurement samples, the thermal conductivity was measured in the same manner as in Example 51. Using a thermal conductivity measuring machine Hot Disc TPS500 (manufactured by Hot Disc AB, measurement terminal Kapton Sensors, Bulk (TYPE I, Isotropic), heating power 1.5 W, measurement time 10 seconds, measurement temperature 25 degrees), the measurement terminal was set so as to be sandwiched between the flat surfaces of the two measurement samples.
The obtained measurement results were analyzed for analysis data points 10 to 200 by Fine-tuned Analysis using Hot Disc Software Ver. 6.0, and the calculated value was defined as thermal conductivity.
Regarding the evaluation of thermal conductivity, 2.5 W/m K or more is particularly good, 2.0 W/m K or more and less than 2.5 W/m K is good, and 1.8 W/m K or more. Those with less than 2.0 W/m·K were accepted.

Figure 0007198398000017
Figure 0007198398000017

実施例151~156の熱伝導性硬化物は、いずれも良好な硬化性、発泡性、熱伝導率を示した。無置換のアルキル基の炭素数が4~8のとき、特に良好な熱伝導率が得られることが分かる。また、実施例155に示すように、特に一次粒子径1~10μmかつBET比表面積が0.05~5m/gの無機粒子(D)を用いたときに、特に優れた良好な熱伝導率を得ることができた。 The thermally conductive cured products of Examples 151 to 156 all exhibited good curability, foamability and thermal conductivity. It can be seen that particularly good thermal conductivity can be obtained when the unsubstituted alkyl group has 4 to 8 carbon atoms. Moreover, as shown in Example 155, particularly when inorganic particles (D) having a primary particle diameter of 1 to 10 μm and a BET specific surface area of 0.05 to 5 m 2 /g are used, particularly excellent thermal conductivity is obtained. was able to obtain

Claims (24)

平均一次粒子径0.05~100μm、含水量が0.5質量%以下の熱伝導性無機粒子(A)と、熱伝導性無機粒子(A)の表面に形成された被覆層と、を有する表面処理無機粒子(D)であって、
熱伝導性無機粒子(A)が酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、およびベーマイトからなる群より選択される少なくともいずれかであり、
前記被覆層は、
一般式(1): Si(R)(R)(R)(R
で表されるシラン化合物に由来する成分を50質量%以上有し、
但し、一般式(1)中のR~Rのうち2つは互いに独立して、アルコキシ基またはアリールオキシ基を表し、他の2つは互いに独立して、無置換のアルキル基、置換基を有するアルキル基、およびフェニル基からなる群より選択される少なくとも1種を表す、若しくは、R~Rのうち3つは互いに独立して、アルコキシ基またはアリールオキシ基を表し、他の1つは無置換のアルキル基、置換基を有するアルキル基、およびフェニル基からなる群より選択される少なくとも1種を表し、前記置換基が(メタ)アクリル基またはイソシアネート基であり、
前記熱伝導性無機粒子(A)が酸化アルミニウムの場合、前記シラン化合物が以下の(I)~(III)のいずれかを満たし、
前記熱伝導性無機粒子(A)が水酸化アルミニウムまたはベーマイトの場合、前記シラン化合物が以下の(IV)を満たし、
表面処理無機粒子(D)100質量%に対して前記シラン化合物が0.05~3質量%であり、
含水量が0.2質量%以下であり、かつ疎水化度が35%以上である、ポリイソシアネート系組成物用の表面処理無機粒子(D)。
(I):R ~R のうち少なくとも1つが炭素数3~10の無置換のアルキル基である。
(II):R ~R のうち少なくとも2つが炭素数1~10の無置換のアルキル基である。
(III):R ~R のうち少なくとも2つが無置換のフェニル基である。
(IV):R ~R のうち少なくとも1つが炭素数6~10の無置換のアルキル基である。
Thermally conductive inorganic particles (A) having an average primary particle diameter of 0.05 to 100 μm and a water content of 0.5% by mass or less , and a coating layer formed on the surfaces of the thermally conductive inorganic particles (A). Surface-treated inorganic particles (D),
The thermally conductive inorganic particles (A) are at least one selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum hydroxide, and boehmite ,
The coating layer is
General formula (1): Si(R 1 )(R 2 )(R 3 )(R 4 )
Having 50% by mass or more of a component derived from a silane compound represented by
However, two of R 1 to R 4 in general formula (1) independently represent an alkoxy group or an aryloxy group, and the other two independently represent an unsubstituted alkyl group or a substituted and at least one selected from the group consisting of an alkyl group having a one represents at least one selected from the group consisting of an unsubstituted alkyl group, an alkyl group having a substituent, and a phenyl group, the substituent being a (meth)acrylic group or an isocyanate group;
When the thermally conductive inorganic particles (A) are aluminum oxide, the silane compound satisfies any of the following (I) to (III),
When the thermally conductive inorganic particles (A) are aluminum hydroxide or boehmite, the silane compound satisfies (IV) below,
The silane compound is 0.05 to 3% by mass with respect to 100% by mass of the surface-treated inorganic particles (D),
Surface-treated inorganic particles (D) for polyisocyanate-based compositions, having a water content of 0.2% by mass or less and a degree of hydrophobicity of 35% or more.
(I): At least one of R 1 to R 4 is an unsubstituted alkyl group having 3 to 10 carbon atoms.
(II): At least two of R 1 to R 4 are unsubstituted alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms.
(III): At least two of R 1 to R 4 are unsubstituted phenyl groups.
(IV): At least one of R 1 to R 4 is an unsubstituted alkyl group having 6 to 10 carbon atoms.
一般式(1)において、前記置換基は(メタ)アクリル基、前記アルコキシ基の炭素数は1~10、前記アリールオキシ基の炭素数は6~10、前記無置換のアルキル基の炭素数は1~10、から選択され、疎水化度が40~95%である、請求項1記載の表面処理無機粒子(D)。 In the general formula (1), the substituent is a (meth)acryl group, the alkoxy group has 1 to 10 carbon atoms, the aryloxy group has 6 to 10 carbon atoms, and the unsubstituted alkyl group has 1 to 10, and the surface-treated inorganic particles (D) according to claim 1, having a degree of hydrophobicity of 40 to 95%. 熱伝導性無機粒子(A)が非球状粒子である、請求項1に記載の表面処理無機粒子(D)。 2. The surface-treated inorganic particles (D) according to claim 1, wherein the thermally conductive inorganic particles (A) are non-spherical particles. 熱伝導性無機粒子(A)の比表面積をAx,表面処理無機粒子(D)の比表面積をDxとしたとき、Dx/Ax=0.3~0.8である、請求項1に記載の表面処理無機粒子(D)。 2. The method according to claim 1, wherein Dx/Ax=0.3 to 0.8, where Ax is the specific surface area of the thermally conductive inorganic particles (A) and Dx is the specific surface area of the surface-treated inorganic particles (D). Surface-treated inorganic particles (D). 熱伝導性無機粒子(A)の含水量をAy、表面処理無機粒子(D)の含水量をDyとしたとき、Dy/Ay=0.05~1である、請求項1に記載の表面処理無機粒子(D)。 The surface treatment according to claim 1, wherein Dy/Ay is 0.05 to 1, where Ay is the water content of the thermally conductive inorganic particles (A) and Dy is the water content of the surface-treated inorganic particles (D). Inorganic particles (D). 粉体粒度D50が1~100μm、嵩密度が0.3~2g/cmである、請求項1に記載の表面処理無機粒子(D)。 2. The surface-treated inorganic particles (D) according to claim 1, having a powder particle size D50 of 1 to 100 μm and a bulk density of 0.3 to 2 g/cm 3 . 無機粒子(E)と、反応性有機溶媒(C)とを含有し、
無機粒子(E)は、
請求項1~6いずれか記載の表面処理無機粒子(D)、
表面処理無機粒子(D)に該当しない、表面処理されていてもよい熱伝導性無機粒子(A)、および
表面処理無機粒子(D)および熱伝導性無機粒子(A)に該当しない、表面処理されていてもよい熱伝導性フィラー(F)のいずれか一種以上であり、
無機粒子(E)として表面処理無機粒子(D)を少なくとも含み、
熱伝導性フィラー(F)は、熱伝導率が5W/(m・K)以上の無機フィラーであり、
反応性有機溶媒(C)は、ポリイソシアネート化合物(C1)を含む無機粒子含有組成物。
containing inorganic particles (E) and a reactive organic solvent (C),
The inorganic particles (E) are
The surface-treated inorganic particles (D) according to any one of claims 1 to 6,
Optionally surface-treated thermally conductive inorganic particles (A) that do not correspond to surface-treated inorganic particles (D), and surface-treated inorganic particles (D) and thermally conductive inorganic particles that do not correspond to (A) Any one or more of the thermally conductive fillers (F) that may be
At least including surface-treated inorganic particles (D) as inorganic particles (E),
The thermally conductive filler (F) is an inorganic filler with a thermal conductivity of 5 W/(m K) or more,
The reactive organic solvent (C) is an inorganic particle-containing composition containing a polyisocyanate compound (C1).
更に、分散剤(B)を含む、請求項7記載の無機粒子含有組成物。 8. The composition containing inorganic particles according to claim 7, further comprising a dispersant (B). 反応性有機溶媒(C)は、さらにポリオール化合物(C2)を含有する、請求項7記載の無機粒子含有組成物。 8. The composition containing inorganic particles according to claim 7, wherein the reactive organic solvent (C) further contains a polyol compound (C2). 無機粒子(E)100質量部あたり、反応性有機溶媒(C)を5~40質量部、分散剤(B)を0.01~4質量部含み、
分散剤(B)の含水量が1質量%以下である、請求項8記載の無機粒子含有組成物。
5 to 40 parts by mass of the reactive organic solvent (C) and 0.01 to 4 parts by mass of the dispersant (B) per 100 parts by mass of the inorganic particles (E),
9. The inorganic particle-containing composition according to claim 8, wherein the dispersant (B) has a water content of 1% by mass or less.
無機粒子(E)が70~95質量%含まれる、請求項7記載の無機粒子含有組成物。 8. The inorganic particle-containing composition according to claim 7, containing 70 to 95% by mass of the inorganic particles (E). 無機粒子(E)100質量%中に、表面処理無機粒子(D)を10~100質量%含む、請求項7記載の無機粒子含有組成物。 8. The inorganic particle-containing composition according to claim 7, comprising 10 to 100% by mass of the surface-treated inorganic particles (D) in 100% by mass of the inorganic particles (E). 無機粒子(E)100質量%中に含まれる表面処理無機粒子(D)の量が10~100質量%であり、
無機粒子(E)を100質量%としたとき、平均一次粒子径0.05μm以上10μm以下の無機粒子(a1)を10~30質量%、平均一次粒子径10μm超過30μm以下の無機粒子(a2)を30~70質量%、平均一次粒子径30μm超過100μm以下の無機粒子(a3)を15~40質量%含有し、(a1)、(a2)および(a3)の合計で80~100質量%含み、
反応性有機溶媒(C)が、ポリイソシアネート化合物(C1)およびポリオール化合物(C2)を主成分として含み、
無機粒子(E)100質量部に対する反応性有機溶媒(C)の量が5~40質量部であり、分散剤(B)の量が0.01~4質量部である請求項8記載の無機粒子含有組成物。
The amount of the surface-treated inorganic particles (D) contained in 100% by mass of the inorganic particles (E) is 10 to 100% by mass,
When the inorganic particles (E) are 100% by mass, the inorganic particles (a1) having an average primary particle diameter of 0.05 μm or more and 10 μm or less are 10 to 30% by mass, and the inorganic particles (a2) having an average primary particle diameter of more than 10 μm and 30 μm or less. 30 to 70% by mass, 15 to 40% by mass of inorganic particles (a3) having an average primary particle diameter of more than 30 μm and 100 μm or less, and the total of (a1), (a2) and (a3) is 80 to 100% by mass. ,
The reactive organic solvent (C) contains a polyisocyanate compound (C1) and a polyol compound (C2) as main components,
The inorganic material according to claim 8, wherein the amount of the reactive organic solvent (C) is 5 to 40 parts by mass and the amount of the dispersant (B) is 0.01 to 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the inorganic particles (E). Particle-containing composition.
ポリイソシアネート化合物(C1)の25℃における粘度が10~10,000mPa・sである、請求項7記載の無機粒子含有組成物。 8. The inorganic particle-containing composition according to claim 7, wherein the polyisocyanate compound (C1) has a viscosity of 10 to 10,000 mPa·s at 25°C. 無機粒子(E)100gあたり、無機粒子(a1)~(a3)の表面積の合計値をXm、表面処理無機粒子(D)の前記被覆層を構成する前記一般式(1)で表されるシラン化合物の合計量をYgとしたとき、(Y/X)×1000が1.0~5.0である、請求項13記載の無機粒子含有組成物。 The total surface area of the inorganic particles (a1) to (a3) per 100 g of the inorganic particles (E) is represented by Xm 2 , which constitutes the coating layer of the surface-treated inorganic particles (D) and is represented by the general formula (1). 14. The inorganic particle-containing composition according to claim 13, wherein (Y/X)×1000 is 1.0 to 5.0 where Yg is the total amount of the silane compounds. 分散剤(B)を含み、当該分散剤(B)が、
カルボキシル基を有する陰イオン性界面活性剤、または、
酸価5~200mgKOH/g、かつ重量平均分子量500~100,000の高分子型分散剤を含む、請求項7記載の無機粒子含有組成物。
comprising a dispersant (B), wherein the dispersant (B) is
an anionic surfactant having a carboxyl group, or
8. The inorganic particle-containing composition according to claim 7, comprising a polymeric dispersant having an acid value of 5 to 200 mgKOH/g and a weight average molecular weight of 500 to 100,000.
分散剤(B)を含み、当該分散剤(B)が、
酸価5~200mgKOH/g、かつ重量平均分子量1,000~50,000の、ポリエーテル構造またはポリエステル構造を有する高分子型分散剤を含む、請求項7記載の無機粒子含有組成物。
comprising a dispersant (B), wherein the dispersant (B) is
8. The inorganic particle-containing composition according to claim 7, comprising a polymeric dispersant having an acid value of 5 to 200 mgKOH/g and a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000 and having a polyether structure or a polyester structure.
分散剤(B)を含み、当該分散剤(B)が、
カルボキシル基を有し、酸価5~150mgKOH/g、アミン価0~30mgKOH/g、かつ重量平均分子量1,000~50,000の高分子型分散剤を含み、
無機粒子(E)100質量部に対して、反応性有機溶媒(C)が5~40質量部、分散剤(B)が0.01~4質量部である、請求項7記載の無機粒子含有組成物。
comprising a dispersant (B), wherein the dispersant (B) is
A polymeric dispersant having a carboxyl group, an acid value of 5 to 150 mgKOH/g, an amine value of 0 to 30 mgKOH/g, and a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000,
The inorganic particle-containing according to claim 7, wherein the reactive organic solvent (C) is 5 to 40 parts by mass and the dispersant (B) is 0.01 to 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the inorganic particles (E). Composition.
分散剤(B)を含み、当該分散剤(B)が、ポリエーテル構造またはポリエステル構造を有する高分子型分散剤であり、主鎖にポリエーテル構造またはポリエステル構造を有する高分子、および側鎖にポリエーテル構造を有するビニル系高分子からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項7記載の無機粒子含有組成物。 It contains a dispersant (B), and the dispersant (B) is a polymer type dispersant having a polyether structure or a polyester structure, a polymer having a polyether structure or a polyester structure in the main chain, and a side chain 8. The inorganic particle-containing composition according to claim 7, which is at least one selected from the group consisting of vinyl polymers having a polyether structure. 35℃における3時間後の粘度変化率が0.8~3.0である、請求項7記載の無機粒子含有組成物。 8. The inorganic particle-containing composition according to claim 7, wherein the viscosity change rate after 3 hours at 35° C. is 0.8 to 3.0. 請求項記載の無機粒子含有組成物を硬化させてなる、熱伝導率が1~8W/(m・K)である、熱伝導性硬化物。 A thermally conductive cured product obtained by curing the inorganic particle-containing composition according to claim 7 and having a thermal conductivity of 1 to 8 W/(m·K). 膜厚が0.01~10mmである、請求項21記載の熱伝導性硬化物。 22. The thermally conductive cured product according to claim 21, wherein the film thickness is 0.01 to 10 mm. 部材(M1)と、部材(M2)と、部材(M1)および部材(M2)の間に形成された、請求項21記載の熱伝導性硬化物とを備えた構造体。 A structure comprising a member (M1), a member (M2), and the thermally conductive cured product according to claim 21 formed between the member (M1) and the member (M2). シート状基材(S1)と、請求項21記載の熱伝導性硬化物と、シート状基材(S2)とをこの順に備えた積層体。 A laminate comprising a sheet-like substrate (S1), the thermally conductive cured product according to claim 21, and a sheet-like substrate (S2) in this order.
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